RU2010141530A

RU2010141530A - Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого ракетного топлива в баках отделяющейся части ступени ракеты-носителя и устройство для его реализации

Info

Publication number: RU2010141530A
Application number: RU2010141530/12A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Трушляков (RU); Валерий Иванович Трушляков; Владимир Юрьевич Куденцов (RU); Владимир Юрьевич Куденцов; Александр Юрьевич Казаков (RU); Александр Юрьевич Казаков; Андрей Сергеевич Курочкин (RU); Андрей Сергеевич Курочкин; Иван Юрьевич Лесняк (RU); Иван Юрьевич Лесняк; Максим Владимирович Полунин (RU); Максим Владимирович Полунин
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2012-04-20
Also published as: RU2461890C2

Abstract

1. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива (КРТ) в баках отделяющейся части (ОЧ) ступени ракеты-носителя (РН), основанный на введении в экспериментальную установку (ЭУ) газовой струи с заданными параметрами, обеспечении заданных условий взаимодействия в зоне контакта газовой струи с поверхностью жидкого газифицируемого КРТ, проведении измерений температуры, давления в различных точках бака, отличающийся тем, что моделирование осуществляют путем введения ТН в ЭУ с жидким КРТ, осуществляют выбор оптимальных параметров подаваемого ТН (температура, массовый секундный расход, угол входа в ЭУ относительно продольной оси ЭУ, давление внутри ЭУ), определяют из условия минимума критерия, например: энергомассовые затраты, количество теплоты, поданной в ЭУ для газификации заданного количества жидкости, время газификации заданного количества жидкости, а остатки газифицируемого КРТ размещают на поддоне, установленном под углом α к плоскости местного горизонта, который обеспечивают путем наклона ЭУ на соответствующий угол, определяемый из условия удержания максимальной массы капли набегающим газовым потоком, выявляют действия сил, проявляющихся в условиях, близких к реальному полету, причем результирующую силу, действующую на каплю жидкости, находящуюся на поддоне, моделируют путем уравновешивания проекции силы земного тяготения, действующей на каплю модельной жидкости, аэродинамической силой набегающего потока ТН, а тепловую энергию, находящуюся в газифицированных продуктах, после их выхода из ЭУ утилизируют посредством теплообменника для предварительного наг�

Claims

1. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива (КРТ) в баках отделяющейся части (ОЧ) ступени ракеты-носителя (РН), основанный на введении в экспериментальную установку (ЭУ) газовой струи с заданными параметрами, обеспечении заданных условий взаимодействия в зоне контакта газовой струи с поверхностью жидкого газифицируемого КРТ, проведении измерений температуры, давления в различных точках бака, отличающийся тем, что моделирование осуществляют путем введения ТН в ЭУ с жидким КРТ, осуществляют выбор оптимальных параметров подаваемого ТН (температура, массовый секундный расход, угол входа в ЭУ относительно продольной оси ЭУ, давление внутри ЭУ), определяют из условия минимума критерия, например: энергомассовые затраты, количество теплоты, поданной в ЭУ для газификации заданного количества жидкости, время газификации заданного количества жидкости, а остатки газифицируемого КРТ размещают на поддоне, установленном под углом α к плоскости местного горизонта, который обеспечивают путем наклона ЭУ на соответствующий угол, определяемый из условия удержания максимальной массы капли набегающим газовым потоком, выявляют действия сил, проявляющихся в условиях, близких к реальному полету, причем результирующую силу, действующую на каплю жидкости, находящуюся на поддоне, моделируют путем уравновешивания проекции силы земного тяготения, действующей на каплю модельной жидкости, аэродинамической силой набегающего потока ТН, а тепловую энергию, находящуюся в газифицированных продуктах, после их выхода из ЭУ утилизируют посредством теплообменника для предварительного нагрева ТН.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, моделирующей остатки КРТ, используют воду, а в качестве ТН - воздух.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, моделирующей остатки КРТ, используют керосин, а в качестве ТН - пары воды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, моделирующей остатки КРТ, используют керосин, а в качестве ТН - воздух.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, моделирующей остатки КРТ, используют ацетон, а в качестве ТН - воздух.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, моделирующей остатки КРТ, используют спиртовую смесь, а в качестве ТН - воздух.

7. Устройство для моделирования газификации остатков жидкого КРТ в баках ОЧ ступени РН, включающее в свой состав ЭУ, содержащую поддон для жидкого КРТ, систему подачи газового потока, датчики температуры, давления и расхода, дренажный трубопровод с дренажно-предохранительным клапаном, утилизатор, газоанализатор, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введены компрессор, ресивер, теплоэлектронагреватель, теплообменник, последовательно соединенные с помощью арматуры с теплоизолирующим покрытием.

8. Устройство по п.8, отличающееся тем, что ЭУ выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда, большие боковые стенки которого выполнены из прозрачного стекла, на основании ЭУ через тепловые изоляторы установлен съемный поддон с элементами силового набора, изготовленный из материала, аналогичного материалу бака топливного отсека ОЧ, три входных патрубка газового потока размещены на малой боковой стенке с углами ввода 0°, 30° и 45° соответственно относительно основания ЭУ и ориентированы на съемный поддон, выходной патрубок газифицированных продуктов расположен в верхней части противоположной стенки ЭУ.