Кобызев Сергей Владимирович

С. 106-120

Рассматривается возможность применения тарельчатой десорбционной колонны в составе систем заправки углеводородными горючими ракетных комплексов. Указывается на возможность применения колонны как основного элемента универсального передвижного агрегата подготовки углеводородного горючего по влагосодержанию. Рассматривается противоточный массообменный процесс в колонне. Приводится порядок расчета геометрических параметров колонны и параметров потоков газовой и жидкой фазы в колонне. Приводятся результаты пробного расчета. Рассчитываются диаметр колонны, число теоретических и действительных тарелок, высота слоя жидкости на тарелке. В качестве исходных данных для расчета выступают параметры влагосодержания углеводородного горючего на входе и выходе из агрегата подготовки. В качестве свободных параметров при расчете выступают коэффициент полезного действия тарелки и коэффициент использования азота.

В работе предложена развернутая многоэлементная математическая модель процесса обезвоживания углеводородного горючего как части процесса предстартовой подготовки. Приводятся сведения о параметрах углеводородного горючего, поставляемого на космодром и требуемые параметры влагосодержания углеводородного горючего, пригодного к заправке в баки ракет-носителей. Из состава предложенной комплексной математической модели в статье раскрыты модель массопереноса в изолированный газовый пузырь, модель массопереноса от жидкой фазы горючего к дисперсной газовой фазе в объеме аппарата подготовки, модель массопереноса на зеркале жидкости в аппарате подготовки и модель массопереноса на зеркале жидкости с учетом раскрытия пузырей на поверхности. Сделан вывод о определяющем характере процесса обратного насыщения на зеркале жидкости для процесса подготовки по влагосодержанию в целом.

Предлагается порядок построения математической модели пневмогидравлического амортизатора. Модель строится на основе разделения функционала амортизатора на стандартизованные функциональные блоки, для каждого из которых строится частная математическая модель. Модель может использоваться для синтеза амортизатора с заданными свойствами и как составная часть комплексной модели амортизируемого объекта. В числе характерных функциональных блоков выделены пневматическая полость, гидравлическая полость, пневматическая магистраль, гидравлическая магистраль, упругая связь, связанный и свободный механический элементы, разрывный механический интерфейс, элемент кинематического воздействия и связь типа кулоново трение. Приводится порядок построения комплексной модели из имеющихся частных моделей, условия сопряжения моделей по интерфейсам. Приводится модель пневматической полости, построенная на основе уравнений дифференциальной термодинамики. Приводятся результаты моделирования простейшего амортизатора, содержащего функциональные блоки типа элемент кинематического возбуждения и пневматическая полость

Представлены результаты теоретических исследований тепло- и массообменных процессов в аппаратах, применимых для выполнения операций охлаждения и обезвоживания углеводородного горючего на стартовом и техническом комплексе космодрома. По результатам исследований построена рациональная схема системы подготовки углеводородного горючего по температуре и влагосодержанию с использованием емкостей хранения и накопительных емкостей, барботажных аппаратов подготовки горючего по влагосодержанию и температуре с использованием холода жидкого азота и холода образующегося при испарении жидкого азота газообразного азота в контактном теплообменнике. Указаны преимущества предложенной системы перед системами, основанными на использовании парокомпрессионных холодильных машин.

Автор оценивает возможность осушки углеводородного ракетного горючего (УВГ) от содержащейся в нем растворенной воды путем барботажа газообразным азотом. Указана концентрация воды в состоянии поставки УВГ, приводятся физические параметры УВГ, расчитываются числа подобия, необходимые для расчета параметров движения пузыря и конвективной диффузии воды в газовый пузырь для случая стационарного всплытия пузыря. Данные охватывают диапазон температур УВГ от -40 до 30 ° C и диаметров пузырей от 1 до 4 миллиметров, что соответствует параметрам имеющихся на стартовых и технических комплексах ракетно-космической техники барботеров. Приводятся результаты расчета коэффициентов массоотдачи.