RU2474816C2 - Method for simulating process of gasification of liquid rocket propellent remains and apparatus for realising said method - Google Patents

Method for simulating process of gasification of liquid rocket propellent remains and apparatus for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2474816C2
RU2474816C2 RU2010149031/11A RU2010149031A RU2474816C2 RU 2474816 C2 RU2474816 C2 RU 2474816C2 RU 2010149031/11 A RU2010149031/11 A RU 2010149031/11A RU 2010149031 A RU2010149031 A RU 2010149031A RU 2474816 C2 RU2474816 C2 RU 2474816C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gasification
liquid
experimental setup
parameters
ultrasonic
Prior art date
Application number
RU2010149031/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010149031A (en
Inventor
Валерий Иванович Трушляков
Владимир Юрьевич Куденцов
Александр Юрьевич Казаков
Андрей Сергеевич Курочкин
Иван Юрьевич Лесняк
Original Assignee
Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" filed Critical Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет"
Priority to RU2010149031/11A priority Critical patent/RU2474816C2/en
Publication of RU2010149031A publication Critical patent/RU2010149031A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2474816C2 publication Critical patent/RU2474816C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: inventions can be used in physical simulation of processes of gasification of liquid fuel remains in tanks of separated vehicle stages. Simulation is carried out using an experimental setup by feeding heat carrier with given parameters into said setup. The heat carrier is fed through an ultrasonic jet-edge generator. To imitate low gravity conditions, the tray on which the gasified liquid is located is subjected to ultrasonic action. A piezoelectric transducer is used to this end. Parameters of the heat carrier and the ultrasonic emitters are determined during multi-criteria optimisation - on criteria of the gasification process, such as time, energy and mass consumption and the amount of heat fed into the tank. The method is realised using an apparatus in form of an experimental setup. The experimental setup includes a model tank having a tray for the liquid component of the rocket propellant, temperature and pressure sensors, an inlet pipe and an outlet pipe. The setup further includes two inlet pipes, one of which is fitted with a jet-edge generator. The tray is detachable and is mechanically connected to the piezoelectric transducer.
EFFECT: reduced toxicity, high rate of gasification of the liquid component, and a cheap, simple method which can be used for both scientific research and training purposes.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проведении физического моделирования процессов газификации остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей (ОЧ) ступеней ракет-носителей (РН) в условиях малой гравитации с использованием экспериментальных модельных установок в земных условиях, а также и при натурных пусках РН с системами газификации.The invention relates to rocket and space technology and can be used to conduct physical modeling of gasification of liquid fuel residues in the tanks of the separating parts (OCh) of the stages of launch vehicles (LV) under low gravity conditions using experimental model installations in terrestrial conditions, as well as during full-scale launches of launch vehicles with gasification systems.

Известно устройство для ультразвуковой обработки топливовоздушной смеси в карбюраторах, защищенное патентом РФ на изобретение №2244846, содержащее RC-генератор ультразвука, излучатель, установленный непосредственно в смесительной камере карбюратора.A device for ultrasonic processing of a fuel-air mixture in carburetors is known, protected by RF patent for invention No. 2244846, comprising an ultrasonic RC generator, an emitter mounted directly in the carburetor mixing chamber.

Устройство предназначено для дробления крупных капель топлива посредством ультразвуковой обработки топливовоздушной смеси в карбюраторах двигателей с внешним смесеобразованием. Излучатель в корпусе из бензостойкой резины, установленный в поток топливовоздушной смеси, излучает при этом колебания в двух направлениях, в которых наиболее вероятно появление крупных капель топлива.The device is intended for crushing large drops of fuel by ultrasonic treatment of the air-fuel mixture in carburetors of engines with external mixture formation. An emitter in a body made of gas-resistant rubber, installed in the flow of the air-fuel mixture, emits in this case oscillations in two directions, in which the appearance of large drops of fuel is most likely.

Однако данное устройство для ультразвуковой обработки топливовоздушной смеси имеет ограниченные функциональные возможности применительно к ракетно-космической технике.However, this device for ultrasonic processing of the air-fuel mixture has limited functionality in relation to rocket and space technology.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу и устройству для его осуществления является способ моделирования процесса газификации (термохимического обезвреживания), описанный на стр.163-174 в кн.1 «Снижение техногенного воздействия ракетных средств выведения на жидких токсичных компонентах ракетного топлива на окружающую среду» (Монография) под ред. В.И.Трушлякова, Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. 220 с.The closest in technical essence to the proposed method and device for its implementation is a method for modeling the gasification process (thermochemical neutralization), described on pages 163-174 in book 1 "Reducing the technogenic impact of rocket launch vehicles on liquid toxic components of rocket fuel on the environment "(Monograph) under the editorship of V.I. Trushlyakova, Omsk: Publishing House of OmSTU, 2004.220 s.

Способ включает моделирование поступления в газовую фазу окислителя (с заданными параметрами в виде струи из форсунки: формы и степени распыления, длины струи, перепада давления на форсунке), обеспечение условий взаимодействия в зоне контакта струи с поверхностью горючего.The method includes modeling the entry of an oxidizing agent into the gas phase (with given parameters in the form of a nozzle jet: spray shape and degree, jet length, pressure drop across the nozzle), providing interaction conditions in the contact zone of the jet with the fuel surface.

Устройство для осуществления способа представляет собой экспериментальную установку (ЭУ) в виде модельного бака, который состоит из обечайки, сферического днища и содержит поддон с двумя вваренными стаканами, температурные датчики, заправочно-сливную арматуру, датчики давления, дренажный трубопровод, расходомер, весоизмерительное устройство, утилизатор, газоанализатор, основанный на использовании катализатора.The device for implementing the method is an experimental installation (EU) in the form of a model tank, which consists of a shell, a spherical bottom and contains a pan with two welded cups, temperature sensors, filling and drain valves, pressure sensors, a drainage pipe, a flow meter, a weight measuring device, utilizer, gas analyzer based on the use of a catalyst.

Непосредственное использование этого способа и устройства для его осуществления, основанного на получении теплоносителя (ТН) путем использования термохимической реакции взаимодействия самовоспламеняющихся компонентов ракетного топлива (КРТ), которые, как правило, токсичны, для термодинамического (а не термохимического процесса) процесса газификации других КРТ, например керосина, возможно, однако, скорость газификации жидкого КРТ невысока, регулирование процесса зажигания смеси, управление процессом получения заданного количества тепла для газификации жидкости практически затруднено. Это ограничивает универсальность этого способа для моделирования процесса газификации остатков жидкого КРТ, в том числе и для учебных заведений при исследовании процессов газификации различных жидкостей, т.к. требует дорогостоящего оборудования, специализированных стендов и аттестованного персонала для работы с взрывоопасными, токсичными КРТ.The direct use of this method and device for its implementation, based on the receipt of a coolant (HT) by using the thermochemical reaction of the interaction of self-igniting components of rocket fuel (CMT), which are usually toxic, for the thermodynamic (and not thermochemical process) gasification process of other MCTs, for example, kerosene, however, it is possible that the gasification rate of liquid CMT is low, the process of ignition of the mixture is regulated, and the process of obtaining a given amount of t pla gasification fluid practically difficult. This limits the versatility of this method for modeling the gasification process of liquid MCT residues, including for educational institutions in the study of gasification processes of various liquids, because requires expensive equipment, specialized stands and certified personnel to work with explosive, toxic SRT.

Заявляемое техническое решение направлено на решение задач снижения токсичности, повышение скорости газификации жидкого КРТ и экономичности, упрощение данного способа и обеспечение возможности применения данного способа для учебных целей и проведения научных исследований.The claimed technical solution is aimed at solving problems of reducing toxicity, increasing the rate of gasification of liquid CMT and economy, simplifying this method and making it possible to use this method for educational purposes and scientific research.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе моделирования процесса газификации остатков жидкого КРТ в баках ОЧ ступени РН, основанном на введении в ЭУ ТН с заданными параметрами, обеспечении заданных условий взаимодействия в зоне контакта ТН с поверхностью жидкого газифицируемого КРТ, проведении измерений температуры, давления в различных точках ЭУ, согласно заявляемому изобретению, жидкий газифицируемый КРТ подвергают ультразвуковому (УЗ) воздействию, при этом параметры ТН и генерируемых УЗ колебаний выбирают из условия минимизации критериев процесса газификации: времени процесса газификации, энергомассовых затрат, количества поданной в бак теплоты.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of modeling the gasification process of residual liquid SRT in the tanks of the OCh stage of the LV, based on introducing into the EI VT with the given parameters, providing the specified conditions for interaction in the contact zone of the VT with the surface of the liquid gasified SRT, taking temperature measurements , pressure at various points of EU, according to the claimed invention , the liquid gasified SRT is subjected to ultrasonic (ultrasound) exposure, while the parameters of the VT and the generated ultrasonic vibrations knock out The conditions for minimizing the criteria for the gasification process are minimized: the time of the gasification process, energy and mass costs, and the amount of heat supplied to the tank.

Жидкий газифицируемый КРТ подвергают УЗ воздействию, для этого ТН пропускают через УЗ газоструйный излучатель (ГСИ), установленный в один из входных патрубков. Выбором входного патрубка регулируют геометрический параметр ГСИ, так как расположение ГСИ относительно газифицируемой жидкости является одним из основных параметров ультразвукового воздействия. Также к поддону присоединен пьезоэлектрический излучатель (ПЭИ), при этом параметры ТН и генерируемых УЗ колебаний выбирают из условия минимизации критериев процесса газификации.The liquid gasified SRT is subjected to ultrasonic treatment, for this purpose the VT is passed through the ultrasound by a gas-jet emitter (GSI) installed in one of the inlet pipes. The geometrical parameter of the GSI is controlled by the choice of the inlet pipe, since the location of the GSI relative to the gasified liquid is one of the main parameters of ultrasonic exposure. A piezoelectric emitter (PEI) is also attached to the pallet, while the parameters of the VT and the generated ultrasonic vibrations are selected from the condition of minimizing the criteria for the gasification process.

В процессе проведения лабораторных работ исследуются влияния изменения параметров ТН, ГСИ и ПЭИ от определенных ранее (оптимальных). Студент в процессе проведения лабораторных работ должен определить степень влияния параметров ТН, ГСИ и ПЭИ на общую картину процесса газификации, а также возможное взаимовлияние систем друг на друга. Например, воздействие ГСИ в определенных диапазонах интенсивности и частоты может привести к изменению амплитуды и частот параметров ПЭИ.In the process of laboratory work, the effects of changes in the parameters of VT, GSI and PEI from previously determined (optimal) are investigated. The student in the process of conducting laboratory work must determine the degree of influence of the parameters of VT, GSI and PEI on the overall picture of the gasification process, as well as the possible mutual influence of the systems on each other. For example, the influence of GSI in certain ranges of intensity and frequency can lead to a change in the amplitude and frequency of the PEI parameters.

Технический результат в части устройства достигается также за счет того, что устройство для моделирования процесса газификации остатков жидкого КРТ в баках ОЧ ступени РН, включающее в свой состав ЭУ, в виде модельного бака, содержащего поддон для жидкого КРТ, датчики температуры, давления, входной и выходной патрубки, согласно заявляемому изобретению, устройство дополнительно содержит два входных патрубка, в один из которых установлен ГСИ.The technical result in terms of the device is also achieved due to the fact that the device for modeling the gasification process of the residues of liquid SRT in the tanks of the OCh stage of the PH, which includes in its composition EI, in the form of a model tank containing a tray for liquid SRT, temperature, pressure, input and the outlet pipe, according to the claimed invention, the device further comprises two inlet pipes, one of which has a GSI.

Помимо ГСИ, в ЭУ установлен ПЭИ, который механически связан со съемным поддоном. Причем, УЗ воздействие прикладывают к жидкому КРТ как одновременно, так и по отдельности.In addition to the GSI, a PEI is installed in the EU, which is mechanically connected to a removable pallet. Moreover, the ultrasound effect is applied to liquid CMT both simultaneously and separately.

Сущность технического решения поясняется чертежами, гдеThe essence of the technical solution is illustrated by drawings, where

на фиг.1 изображена пневматическая схема экспериментального стенда, поясняющая систему подготовки ТН,figure 1 shows the pneumatic diagram of the experimental stand, explaining the preparation system of TN,

на фиг.2 изображено устройство для осуществления заявляемого способа.figure 2 shows a device for implementing the inventive method.

Воздействие волнового излучения, в частности ультразвукового, на процессы газификации заключается в изменении коэффициентов теплопроводности, дроблении капель жидкости, что в свою очередь увеличивает площадь теплообмена жидкости и ТН и, соответственно, уменьшает значения введенных критериев (Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Главный редактор И.П.Голямина. - М.: «Советская энциклопедия», 1974. - 400).The effect of wave radiation, in particular ultrasound, on gasification processes consists in changing the thermal conductivity coefficients, crushing the liquid droplets, which in turn increases the heat exchange area of the liquid and VT and, accordingly, reduces the values of the introduced criteria (Ultrasound. Small Encyclopedia. Editor in Chief I.P. .Golyamin. - M.: “Soviet Encyclopedia”, 1974. - 400).

Анализ имеющихся теоретико-экспериментальных данных по газификации жидкости показывает значительную зависимость параметров процесса газификации от граничных условий жидкости, взаиморасположения ГСИ в емкости относительно жидкости.Analysis of the available theoretical and experimental data on liquid gasification shows a significant dependence of the parameters of the gasification process on the boundary conditions of the liquid, the relative position of the GSI in the tank relative to the liquid.

Предложенный способ моделирования процессов газификации осуществляется следующим образом:The proposed method for modeling gasification processes is as follows:

В ЭУ вводят ТН с заданными параметрами:Into the EU enter VT with the given parameters:

Т - температура ТН, °CТ - temperature ТН, ° C

m - расход ТН, м/с.m is the flow rate of the VT, m / s.

Обеспечивают заданные условия взаимодействия в зоне контакта ТН с жидким КРТ. Для этого, исходя из начальных условий эксперимента, выбирают граничные условия расположения жидкого КРТ (зеркало жидкости, капельное распределение), угол ввода γ и удлинение l ТН, гдеProvide the specified conditions for interaction in the contact zone of the VT with liquid CMT. To do this, based on the initial conditions of the experiment, choose the boundary conditions for the location of liquid CMT (liquid mirror, droplet distribution), input angle γ and elongation l TH, where

γ - угол в плоскости, перпендикулярной поверхности жидкости между поверхностью газифицируемой жидкости и продольной осью ГСИ, град, (фиг.2),γ is the angle in the plane perpendicular to the surface of the fluid between the surface of the gasified fluid and the longitudinal axis of the GSI, deg, (figure 2),

l - расстояние в направлении распространения излучения ГСИ и поверхностью газифицируемой жидкости и ГСИ, м, (фиг.2).l is the distance in the direction of propagation of radiation of the GSI and the surface of the gasified liquid and the GSI, m, (figure 2).

В один из входных патрубков устанавливают ГСИ и подают через него ТН. При этом производят предварительную настройку излучателя, изменяя его параметры:A GSI is installed in one of the inlet pipes and VT is fed through it. At the same time, the emitter is pre-configured, changing its parameters:

ω - частота звукового диапазона, Гц,ω is the frequency of the sound range, Hz,

J - мощность звука, дБ.J is the sound power, dB.

В течение всей продолжительности эксперимента производят измерения входных и выходных параметров температуры и давления в различных точках ЭУ.Throughout the duration of the experiment, measurements are made of the input and output parameters of temperature and pressure at various points of the EU.

Прикладывают УЗ воздействия к поддону, на котором расположена газифицируемая жидкость, посредством ПЭИ.Apply ultrasonic treatment to the pallet on which the gasified liquid is located, by means of PEI.

Параметры ТН и УЗ воздействия выбирают из условия минимизации критериев процесса газификации.The parameters of VT and ultrasonic exposure are selected from the condition of minimizing the criteria for the gasification process.

Постановку задачи можно рассмотреть в виде оптимизации критериев процесса газификации как одного, например, времени газификации, так и нескольких одновременно (энергомассовые затраты, количество подданной теплоты).The problem statement can be considered in the form of optimization of the criteria for the gasification process as one, for example, gasification time, or several at the same time (energy-mass costs, amount of heat supplied).

- время газификации жидкого КРТ:- gasification time of liquid CMT:

Figure 00000001
Figure 00000001

Посредством проведения серии экспериментов производят выбор оптимальных параметров ТН и УЗ излучателей для минимизации критерия газификации (времени газификации):Through a series of experiments, the optimal parameters of VT and ultrasonic emitters are selected to minimize the criterion of gasification (gasification time):

Figure 00000002
Figure 00000002

- энергомассовые затраты:- energy and mass costs:

Figure 00000003
Figure 00000003

где ci - весовые коэффициенты, определяются в зависимости от степени важности составляющих и выбираются традиционными методами, например, задач многокритериальной оптимизации,where c i - weighting factors, are determined depending on the degree of importance of the components and are selected by traditional methods, for example, multi-criteria optimization problems,

W - затраченное количество киловатт-часов на работу компрессора, теплового электрического нагревателя и всех электроприборов, кВт/час,W - the spent number of kilowatt hours for the operation of the compressor, thermal electric heater and all electrical appliances, kW / h,

Figure 00000004
- масса ТН, кг.
Figure 00000004
- mass TN, kg.

- количество поданной теплоты в бак:- the amount of heat supplied to the tank:

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
- энтальпия теплоносителя.Where
Figure 00000006
- coolant enthalpy.

Реализация способа поясняется фиг.2.The implementation of the method is illustrated in figure 2.

Непосредственно, перед подачей ТН в ЭУ с ГСИ, он проходит через систему подготовки, которая поясняется фиг.1.Immediately, before supplying the VT to the EU with the GSI, it passes through the training system, which is illustrated in Fig. 1.

Предварительно производят запуск экспериментального стенда (фиг.1).Pre-launch the experimental stand (figure 1).

Для этого закрываются все вентили (1, 2, 3-5), кроме вентилей 6 и 7, и включаются все электроприборы и оборудование, ТН (воздух) нагнетается компрессором 8. Через вентили 6 и 7 воздух заполняет ресивер, состоящий из двух баллонов 9.For this, all valves (1, 2, 3-5) are closed, except valves 6 and 7, and all electrical appliances and equipment are turned on, the VT (air) is pumped by compressor 8. Through valves 6 and 7, air fills the receiver, which consists of two cylinders 9 .

После достижения в ресивере 9 определенного давления (до 10-16 атм), измеряемого с помощью манометра 10, открываются последовательно вентили 1 и 2 и ТН попадает во влагоотделитель 11, на котором установлен манометр. По нему устанавливается рабочее давление, которое определяется задачами и условиями проведения данного эксперимента, а также критерия процесса газификации, но не превышает 16 атм. Далее, проходя через систему фильтрации 12, которая представляет собой блок фильтров, и предохранительный пневмоклапан 13, ТН достигает расходомера 14, который состоит из регулятора расхода и датчика расхода.After reaching a certain pressure in the receiver 9 (up to 10-16 atm), measured with a pressure gauge 10, valves 1 and 2 are opened in series and the VT enters the moisture separator 11 on which the pressure gauge is mounted. It establishes the working pressure, which is determined by the tasks and conditions of this experiment, as well as the criteria for the gasification process, but does not exceed 16 atm. Further, passing through a filtration system 12, which is a filter unit, and a safety pneumatic valve 13, the VT reaches a flow meter 14, which consists of a flow controller and a flow sensor.

С помощью расходомера задается расход ТН, который также определяется задачами и условиями проведения эксперимента, а также критерия процесса газификации. Далее, проходя через теплообменник, ТН поступает в нагреватель 15, который регулируется с помощью трансформатора 16.Using a flow meter, the flow rate of the VT is set, which is also determined by the tasks and conditions of the experiment, as well as the criterion of the gasification process. Further, passing through the heat exchanger, the VT enters the heater 15, which is regulated by a transformer 16.

В нагревателе ТН достигает заранее заданной температуры. Для обеспечения достижения заданной температуры открывают вентиль 3 и сбрасывают ТН через теплообменник и открытый вентиль 4 в выхлопной патрубок (утилизатор). Входные параметры, температура и давление, контролируются датчиками 17 и 18, соответственно.In the heater, the VT reaches a predetermined temperature. To ensure that the desired temperature is reached, open valve 3 and discharge the VT through the heat exchanger and open valve 4 into the exhaust pipe (utilizer). Input parameters, temperature and pressure, are controlled by sensors 17 and 18, respectively.

После того как ТН достигнет заданной температуры закрывается вентиль 3 и открывается вентиль 5. ТН поступает в ЭУ через ГСИ 19.After the VT reaches the set temperature, the valve 3 closes and the valve 5 opens. The VT enters the EU through the GSI 19.

Расстояние l (фиг.1) регулируется за счет установки дополнительного удлинителя (на чертеже не показан). Датчиками температуры 20 и давления 21 контролируются выходные параметры газифицированной жидкости.The distance l (figure 1) is adjusted by installing an additional extension cord (not shown in the drawing). The temperature sensors 20 and pressure sensors 21 control the output parameters of the gasified liquid.

Устройство для осуществления способа моделирования процесса газификации остатков жидкого КРТ включает в свой состав ЭУ, которая состоит из ГСИ 19, трех входных патрубков 22, вваренных в боковую стенку под углами 0°, 30°, 45°, газифицируемой жидкости 23, поддона 24, установленного на ножках 25, выходного патрубка 26, ПЭИ 27 и приваренного сливного патрубка 28.The device for implementing the method for simulating the gasification process of liquid SRT residues includes an electric power unit, which consists of GSI 19, three inlet pipes 22, welded into the side wall at angles of 0 °, 30 °, 45 °, gasified liquid 23, a sump 24 installed on the legs 25, the outlet pipe 26, PEI 27 and the welded drain pipe 28.

В результате указанной выше подготовки получаем ТН с заданными параметрами (температура, расход).As a result of the above preparation, we obtain VT with the given parameters (temperature, flow rate).

ТН, после подготовки (фиг.1), достигает одного из входных патрубков 22 (фиг.2). В этом патрубке установлен, предварительно настроенный ГСИ 19. ТН, проходя через ГСИ 19, воздействует на газифицируемую жидкость 23, находящуюся на поддоне 24, тем самым осуществляется процесс газификации. Поддон 24 установлен на четырех ножках 25, которые представляют собой тепловой мост, для уменьшения потерь тепла, идущего на нагрев конструкции. Газифицированные пары выводятся через отверстие 26. Съемный поддон механически связан с ПЭИ 27. Для слива остатков жидкости предусмотрено технологическое отверстие 28.TH, after preparation (Fig. 1), reaches one of the inlet pipes 22 (Fig. 2). A preconfigured GSI 19 is installed in this pipe. The VT, passing through the GSI 19, acts on the gasified liquid 23 located on the sump 24, thereby the gasification process is carried out. The pallet 24 is mounted on four legs 25, which are a thermal bridge, to reduce the loss of heat going to heat the structure. Gasified vapors are discharged through aperture 26. A removable sump is mechanically connected to PEI 27. A process aperture 28 is provided for draining residual liquid.

Использование УЗ систем, таких как ГСИ 19 и ПЭИ 27 позволяет многократно повысить степень интенсификации, что в свою очередь значительно повышает скорость газификации жидкости.The use of ultrasound systems, such as GSI 19 and PEI 27, can significantly increase the degree of intensification, which in turn significantly increases the rate of gasification of the liquid.

Эффект предлагаемого способа и устройства для его осуществления заключается в возможности использования его в учебных и научных целях и, как следствие, получении значительного объема новых экспериментальных данных для исследования механизмов воздействия УЗ излучений на процесс газификации и повышение эффективности систем снижения техногенного воздействия ракетных средств выведения с жидкостными ракетными двигателями, за счет выбора оптимального состава и параметров системы газификации.The effect of the proposed method and device for its implementation lies in the possibility of using it for educational and scientific purposes and, as a result, to obtain a significant amount of new experimental data for studying the mechanisms of the influence of ultrasonic radiation on the gasification process and increasing the efficiency of systems for reducing the anthropogenic effects of rocket launch vehicles with liquid rocket engines, by choosing the optimal composition and parameters of the gasification system.

Claims (3)

1. Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющейся части ступени ракеты-носителя, основанный на введении в экспериментальную установку теплоносителя с заданными параметрами, обеспечении заданных условий взаимодействия в зоне контакта теплоносителя с поверхностью жидкого газифицируемого компонента ракетного топлива, проведении измерений температуры и давления в различных точках экспериментальной установки, отличающийся тем, что жидкий газифицируемый компонент ракетного топлива подвергают ультразвуковому воздействию, при этом параметры теплоносителя и генерируемых ультразвуковых колебаний выбирают из условия минимизации критериев процесса газификации: времени процесса газификации, энергомассовых затрат и количества поданной в бак теплоты.1. A method for modeling the process of gasification of residues of the liquid component of rocket fuel in the tanks of the separating part of the stage of the launch vehicle, based on the introduction of a coolant with the specified parameters into the experimental setup, providing the specified interaction conditions in the contact zone of the coolant with the surface of the liquid gasified component of the rocket fuel, and taking temperature measurements and pressure at various points in the experimental setup, characterized in that the liquid gasified component of the rocket fuel is subjected to ultrasonic impact, wherein the parameters of the coolant and the generated ultrasonic oscillations is chosen from minimization condition of the gasification process criteria: Time gasification process energomassovyh cost and amount of heat supplied to the tank. 2. Устройство для моделирования процесса газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива в баках отделяющейся части ступени ракеты-носителя, включающее в свой состав экспериментальную установку в виде модельного бака, содержащего поддон для жидкого компонента ракетного топлива, датчики температуры, давления, входной и выходной патрубки, отличающееся тем, что устройство содержит два дополнительных входных патрубка, причем в один из входных патрубков экспериментальной установки установлен газоструйный излучатель.2. A device for modeling the process of gasification of the residual liquid component of rocket fuel in the tanks of the separating part of the stage of the launch vehicle, which includes an experimental setup in the form of a model tank containing a pallet for the liquid component of rocket fuel, temperature, pressure sensors, inlet and outlet pipes, characterized in that the device comprises two additional inlet nozzles, moreover, a gas-jet emitter is installed in one of the inlet nozzles of the experimental setup. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что съемный поддон механически связан с пьезоэлектрическим излучателем. 3. The device according to claim 2, characterized in that the removable tray is mechanically connected to the piezoelectric emitter.
RU2010149031/11A 2010-11-30 2010-11-30 Method for simulating process of gasification of liquid rocket propellent remains and apparatus for realising said method RU2474816C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149031/11A RU2474816C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Method for simulating process of gasification of liquid rocket propellent remains and apparatus for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149031/11A RU2474816C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Method for simulating process of gasification of liquid rocket propellent remains and apparatus for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010149031A RU2010149031A (en) 2012-06-10
RU2474816C2 true RU2474816C2 (en) 2013-02-10

Family

ID=46679528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010149031/11A RU2474816C2 (en) 2010-11-30 2010-11-30 Method for simulating process of gasification of liquid rocket propellent remains and apparatus for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2474816C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561427C1 (en) * 2014-03-12 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of gasification process simulation for residual liquid rocket fuel and device for method implementation
RU2605073C1 (en) * 2015-06-23 2016-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method for simulating process of gasification of liquid rocket fuel components in tanks of spent stage of carrier rocket and device for its implementation
RU2677868C1 (en) * 2018-01-10 2019-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of modeling the process of heat and mass transfer in the evaporation of liquid and device for its implementation
RU2777650C1 (en) * 2021-06-25 2022-08-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for modelling the process of heat and mass transfer when evaporating liquid from a transparent container and apparatus for implementation thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114112307B (en) * 2021-12-27 2022-08-09 中国科学院力学研究所 Foundation simulation test method for propellant management in microgravity-variable speed environment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244846C1 (en) * 2003-04-29 2005-01-20 Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина Device for ultrasonic processing of fuel-air mixture in carburetors
RU2336001C2 (en) * 2003-04-29 2008-10-20 Бест Партнерз Ворлдвайд Лимитед Flameless electronic spray cigarette
RU2007137436A (en) * 2005-04-18 2009-05-27 Ами Агролинц Меламин Интернейшнл Гмбх (At) SOLID PARTICLES, METHOD AND DEVICE FOR THEIR MANUFACTURE
US20090297417A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Fuel Tech, Inc. SELECTIVE CATALYTIC NOx REDUCTION PROCESS AND APPARATUS PROVIDING IMPROVED GASSIFICATION OF UREA TO FORM AMMONIA-CONTAINING GAS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2244846C1 (en) * 2003-04-29 2005-01-20 Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им. Н.В. Верещагина Device for ultrasonic processing of fuel-air mixture in carburetors
RU2336001C2 (en) * 2003-04-29 2008-10-20 Бест Партнерз Ворлдвайд Лимитед Flameless electronic spray cigarette
RU2007137436A (en) * 2005-04-18 2009-05-27 Ами Агролинц Меламин Интернейшнл Гмбх (At) SOLID PARTICLES, METHOD AND DEVICE FOR THEIR MANUFACTURE
US20090297417A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 Fuel Tech, Inc. SELECTIVE CATALYTIC NOx REDUCTION PROCESS AND APPARATUS PROVIDING IMPROVED GASSIFICATION OF UREA TO FORM AMMONIA-CONTAINING GAS
RU2010150674A (en) * 2008-05-27 2012-07-10 Фуел Теч, Инк. (Us) METHOD FOR SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION OF NOX AND DEVICE FOR ENHANCED GASIFICATION OF CARBAMIDE FOR THE FORMATION OF AMMONIA CONTAINING GAS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Снижение техногенного воздействия ракетных средств выведения на жидких токсичных компонентах ракетного топлива на окружающую среду./Под ред. В.И.ТРУШЛЯКОВА. - Омск.: Изд. ОмГТУ, 2004, с.163-174. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2561427C1 (en) * 2014-03-12 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of gasification process simulation for residual liquid rocket fuel and device for method implementation
RU2605073C1 (en) * 2015-06-23 2016-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method for simulating process of gasification of liquid rocket fuel components in tanks of spent stage of carrier rocket and device for its implementation
RU2677868C1 (en) * 2018-01-10 2019-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of modeling the process of heat and mass transfer in the evaporation of liquid and device for its implementation
RU2777650C1 (en) * 2021-06-25 2022-08-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for modelling the process of heat and mass transfer when evaporating liquid from a transparent container and apparatus for implementation thereof
RU2813710C1 (en) * 2023-08-25 2024-02-15 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of discharging liquid fuel residues from tank of separated part of carrier rocket stage into environment and device for its implementation
RU2821686C1 (en) * 2023-11-28 2024-06-26 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of simulating process of heat and mass exchange during convective drying of closed container and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010149031A (en) 2012-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2474816C2 (en) Method for simulating process of gasification of liquid rocket propellent remains and apparatus for realising said method
Davidenko et al. Numerical study of the continuous detonation wave rocket engine
CN108132161A (en) A kind of vertical test platform of rocket engine spray cooling noise reduction
Ahn et al. Combustion dynamics of swirl coaxial injectors in fuel-rich combustion
Carmicino et al. Performance comparison between two different injector configurations in a hybrid rocket
RU2493414C2 (en) Method to model process of propellant liquid component remains gasification under low pressure and device for its realisation
Lieberman et al. Detonation initiation by a hot turbulent jet for use in pulse detonation engines
Lu et al. Operating characteristics and propagation of back-pressure waves in a multi-tube two-phase valveless air-breathing pulse detonation combustor
RU2461890C2 (en) Simulation method of gasification process of liquid rocket fuel residues in tanks of detachable part of launch-vehicle stage, and device for its implementation
Brophy et al. Detonation of a JP-10 aerosol for pulse detonation applications
RU2475739C1 (en) Simulation method of gasification process of liquid rocket propellant residues, and device for its implementation
RU2561427C1 (en) Method of gasification process simulation for residual liquid rocket fuel and device for method implementation
Wang et al. Propagation characteristics of continuous rotating detonation wave under different temperature air
Wang et al. Experimental study on DDT characteristics in spiral configuration pulse detonation engines
RU2638141C1 (en) Method of modelling heat and mass exchange processes with environment of aircraft construction element and device for its implementation
RU2738499C1 (en) Method of carrying detachable part of launch vehicle and device for implementation thereof
Stowe et al. Two phase flow combustion modelling of a ducted rocket
RU2677868C1 (en) Method of modeling the process of heat and mass transfer in the evaporation of liquid and device for its implementation
RU2347097C1 (en) Hypersonic pulse detonating engine and method of its functioning
RU2605073C1 (en) Method for simulating process of gasification of liquid rocket fuel components in tanks of spent stage of carrier rocket and device for its implementation
RU2229618C1 (en) Method of fire simulation of high-frequency combustion instability in combustion chamber
Tripathi et al. Review on factors affecting the performance of pulse detonation engine
RU2588343C1 (en) Method for simulating process of combustion of products of gasification of liquid rocket fuel component residues and device therefor
Brophy Initiation improvements for hydrocarbon/air mixtures in pulse detonation applications
Amezcua Sánchez Design, construction and testing of a Pulsejet engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161201