RU90908U1 - LIQUID ROCKET FUEL RESEARCH DEVICE - Google Patents
LIQUID ROCKET FUEL RESEARCH DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU90908U1 RU90908U1 RU2009137285/22U RU2009137285U RU90908U1 RU 90908 U1 RU90908 U1 RU 90908U1 RU 2009137285/22 U RU2009137285/22 U RU 2009137285/22U RU 2009137285 U RU2009137285 U RU 2009137285U RU 90908 U1 RU90908 U1 RU 90908U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working section
- fuel
- temperature
- liquid rocket
- rocket fuel
- Prior art date
Links
Abstract
1. Устройство для исследования жидкого ракетного топлива, содержащее расходный и приемный баки, рабочий участок, систему трубопроводов, запорную арматуру, насос для прокачки исследуемого топлива, основной и дополнительный нагреватели, измерители расхода, температуры и давления, систему регистрации и обработки сигналов, отличающееся тем, что в качестве измерителей температуры рабочего участка используют тепловизоры, при этом наружная поверхность рабочего участка покрыта слоем вещества с высоким значением степени черноты, например окисью алюминия. ! 2. Устройство для исследования жидкого ракетного топлива по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит датчик высокочастотных пульсаций давления.1. A device for the study of liquid rocket fuel containing a supply and receiving tanks, a working section, a piping system, valves, a pump for pumping the test fuel, primary and secondary heaters, flow meters, temperature and pressure, a system for recording and processing signals, characterized in that thermal imagers are used as measuring instruments for the temperature of the working section, while the outer surface of the working section is covered with a layer of a substance with a high blackness value, for example, oxide New aluminum. ! 2. A device for researching liquid rocket fuel according to claim 1, characterized in that it further comprises a sensor for high-frequency pressure pulsations.
Description
Предлагаемое техническое решение касается полезной модели как объекта промышленной собственности и относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в исследовательских лабораториях для изучения коксоотложений в жидких углеводородных топливах.The proposed technical solution relates to a utility model as an object of industrial property and relates to control and measuring equipment and can be used in research laboratories to study coke deposition in liquid hydrocarbon fuels.
Одной из важных проблем при создании новых конструкций ракетных двигателей является защита стенок камеры жидкостных ракетных двигателей от опасного перегрева. При использовании проточного охлаждения, как правило, в качестве охладителя используется само горючее, поэтому используемое топливо должно обладать высокими охлаждающими свойствами. Охлаждающие свойства топлив зависят как от теплофизических и химических свойств самого топлива, так и от стабильности его химических свойств в процессе хранения, транспортировки и применения. При применении в качестве охлаждающих жидкостей углеводородного топлива, в частности керосинов, в тракте охлаждения протекают сложные физико-химические процессы, сопровождающиеся разложением топлива при высоких температурах, осаждением отложений на стенках канала, способные привести к прогару стенок рубашки охлаждения двигателя. Поэтому для повышения надежности работы двигателей необходимы надежные методы проверки качества топлива и устройства для их реализации.One of the important problems in creating new designs of rocket engines is to protect the walls of the chamber of liquid rocket engines from dangerous overheating. When using flow cooling, as a rule, the fuel itself is used as a cooler, so the fuel used must have high cooling properties. The cooling properties of fuels depend both on the thermophysical and chemical properties of the fuel itself, and on the stability of its chemical properties during storage, transportation and use. When hydrocarbon fuels, in particular kerosene, are used as cooling liquids, complex physicochemical processes occur in the cooling path, accompanied by the decomposition of the fuel at high temperatures, the deposition of deposits on the channel walls, which can lead to burnout of the walls of the engine cooling jacket. Therefore, to improve the reliability of engine operation, reliable methods for checking the quality of fuel and devices for their implementation are necessary.
Существует множество устройств для исследования топлива. В [1] описано устройство, в котором стабильность топлива определяется в условиях однократной прокачки топлива по системе трубопроводов через трубчатый подогреватель с оценочной трубкой и подогреватель с контрольным фильтром. Образующиеся продукты окисления отлагаются на оценочной трубке и забивают поры контрольного фильтра. Испытания проводятся при давлении 0,4 МПа и температуре (150-180)°С. Качество топлива определяется по перепаду давления на указанном фильтре и по изменению цвета поверхности оценочной трубки. Изменение цвета отложений на оценочной трубке определяется визуально сравнением наиболее темных участков поверхности оценочной трубки после испытаний со специальной шкалой, имеющейся в комплекте установки, и оценивается в баллах.There are many devices for researching fuel. In [1], a device is described in which fuel stability is determined under conditions of a single fuel pumping through a piping system through a tubular heater with an evaluation tube and a heater with a control filter. The resulting oxidation products are deposited on the evaluation tube and clog the pores of the control filter. Tests are carried out at a pressure of 0.4 MPa and a temperature of (150-180) ° C. Fuel quality is determined by the pressure drop across the specified filter and by the color change of the surface of the evaluation tube. The color change of deposits on the evaluation tube is determined visually by comparing the darkest parts of the surface of the evaluation tube after testing with the special scale available in the installation kit and is evaluated in points.
Недостатками устройства являются существенные отличия в условиях проведения испытания топлив от реальных условий эксплуатации и низкая точность измерения, приводящие к тому, что предложенное устройство непригодно для исследования углеводородных ракетных топлив.The disadvantages of the device are significant differences in the conditions of testing fuels from actual operating conditions and low measurement accuracy, leading to the fact that the proposed device is unsuitable for the study of hydrocarbon rocket fuels.
В работе [2] предлагается устройство для исследования жидкого топлива с проточным рабочим участком. Устройство состоит из расходного и приемного баков, системы трубопроводов, насоса для прокачки исследуемого топлива, запорной арматуры и рабочего участка. Устройство содержит основной и дополнительный нагреватели для нагрева исследуемого топлива до заданной температуры путем пропускания электрического тока через рабочий участок. Рабочий участок снабжен термопарами для контроля температуры исследуемого топлива и стенки рабочего участка и датчиками перепада давления.In [2], a device for studying liquid fuel with a flowing working section is proposed. The device consists of a supply and receiving tanks, a piping system, a pump for pumping the test fuel, shutoff valves and a working section. The device contains a main and additional heaters for heating the test fuel to a predetermined temperature by passing an electric current through the working section. The working area is equipped with thermocouples for monitoring the temperature of the test fuel and the walls of the working area and differential pressure sensors.
Исследуемое топливо с помощью насоса подается из расходного бака на рабочий участок, после чего сбрасывается в приемный бак. Закономерности образования кокса в трубках определяют при постоянных режимных параметрах, при этом температура стенки рабочего участка и перепад давления в нем измеряют последовательно через заданные промежутки времени.The test fuel is pumped from the supply tank to the working area, and then dumped into the receiving tank. The patterns of coke formation in the tubes are determined at constant operating parameters, while the temperature of the wall of the working section and the pressure drop in it are measured sequentially at predetermined intervals.
Недостатком устройства является недостаточная информативность устройства при проведении испытаний. Это связано с тем, что термопары, установленные дискретно с определенным шагом на рабочем участке устройства, измеряют температуру только в местах их установки. При использовании термопар возникает также дополнительная погрешность измерения, связанная со способом крепления термопар на поверхности рабочего участка.The disadvantage of this device is the lack of information of the device during testing. This is due to the fact that thermocouples installed discretely with a certain step on the working section of the device measure the temperature only in the places of their installation. When using thermocouples, there is also an additional measurement error associated with the method of mounting thermocouples on the surface of the working area.
Кроме этого, при протекании жидкого ракетного топлива в каналах и модельных трубках существуют режимы течения, при которых в топливе возникают высокочастотные пульсации давления, существенным образом влияющие на тепло- и массообмен в исследуемых объектах. Используемые в приведенных выше известных устройствах датчики давления не позволяют регистрировать указанные эффекты.In addition, when liquid rocket fuel flows in channels and model tubes, there are flow regimes in which high-frequency pressure pulsations occur in the fuel, which significantly affect the heat and mass transfer in the studied objects. The pressure sensors used in the above known devices do not allow recording the indicated effects.
Поэтому все перечисленные выше технические решения не могут обеспечить достаточно высокую точность измерений для исследования жидкого углеводородного ракетного топлива.Therefore, all of the above technical solutions cannot provide a sufficiently high measurement accuracy for the study of liquid hydrocarbon rocket fuel.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка устройства для исследования жидкого ракетного топлива, имеющего более высокую точность измерения и большую информативность испытаний.The technical problem to which the utility model is directed is the development of a device for researching liquid rocket fuel, which has a higher measurement accuracy and greater information content of the tests.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для исследования ракетного топлива, содержащем расходный и приемный баки, рабочий участок, систему трубопроводов, запорную арматуру, насос для прокачки исследуемого топлива, основной и дополнительный нагреватели, измерители расхода, температуры и давления, систему регистрации и обработки сигналов, в качестве измерителей температуры рабочего участка используют тепловизоры, при этом наружная поверхность рабочего участка покрыта слоем вещества с высоким значением степени черноты, например, окисью алюминия.The solution to this problem is achieved by the fact that in a device for researching rocket fuel containing a supply and receiving tanks, a working section, a piping system, valves, a pump for pumping the test fuel, primary and secondary heaters, flow, temperature and pressure meters, a recording system and signal processing, thermal imagers are used as measuring instruments for the temperature of the working section, while the outer surface of the working section is covered with a layer of a substance with a high It notes, for example, alumina.
Кроме этого устройство для исследования жидкого ракетного топлива может дополнительно содержать датчик высокочастотных пульсаций давления.In addition, a device for researching liquid rocket fuel may further comprise a sensor for high-frequency pressure pulsations.
Использование тепловизора позволяет получать непрерывное распределение температуры по всей длине рабочего участка и тем самым повышает информативность испытаний. Высокая точность измерения профиля температур достигается тем, что дополнительно производится калибровка системы измерения температуры (тепловизора) на образце, идентичном рабочему участку устройства с покрытием.Using a thermal imager allows you to get a continuous temperature distribution along the entire length of the working area and thereby increases the information content of the tests. High accuracy of temperature profile measurement is achieved by the fact that an additional calibration of the temperature measurement system (thermal imager) is performed on a sample identical to the working area of the coated device.
Покрытие наружной части рабочего участка слоем вещества с высоким значением степени черноты, например, окисью алюминия позволяет повысить уровень выходного сигнала и поддерживать значение степени черноты на постоянном уровне. Тем самым обеспечивается высокая точность измерения.Coating the outer part of the working area with a layer of a substance with a high blackness value, for example, aluminum oxide, can increase the output signal level and maintain the blackness value at a constant level. This ensures high measurement accuracy.
Дополнительное включение в схему устройства датчика пульсаций давления дает более полно исследовать процессы, происходящие при прохождении топлива через рабочий участок, а значит, позволяет повысить точность и качество испытаний.The additional inclusion of a pressure pulsation sensor in the device’s circuit allows a more complete study of the processes occurring during the passage of fuel through the working section, which means that it improves the accuracy and quality of tests.
На Фиг. представлена схема предложенного устройства. Устройство для исследования жидкого ракетного топлива состоит из расходного (1) и приемного (2) баков, системы трубопроводов (3), насоса (4) для прокачки исследуемого топлива, запорной арматуры (5), основного (6) и дополнительного (7) нагревателя для нагрева исследуемого топлива до заданной температуры, рабочего участка (8), датчиков расхода (9), давления (10), перепада давления (11), а также пульсаций давления (12) вблизи рабочего участка, термопар (13) для измерения температуры топлива, тепловизора (14) для измерения профиля температур на стенке рабочего участка, системы регистрации и обработки сигналов датчиков (15). В конкретном исполнении рабочий участок выполнен в виде трубки с покрытием окисью алюминия Аl2O3 с высоким значением степени черноты (степень черноты ε=0,8).In FIG. presents a diagram of the proposed device. A device for researching liquid rocket fuel consists of a supply (1) and receiving (2) tanks, a piping system (3), a pump (4) for pumping the test fuel, shutoff valves (5), the main (6) and additional (7) heater for heating the test fuel to a predetermined temperature, a working section (8), flow sensors (9), pressure (10), differential pressure (11), as well as pressure pulsations (12) near the working section, thermocouples (13) for measuring fuel temperature thermal imager (14) for measuring the temperature profile on the wall of a working site stka, registration and processing of the sensor signals (15). In a specific embodiment, the working section is made in the form of a tube coated with aluminum oxide Al 2 O 3 with a high degree of blackness (blackness ε = 0.8).
Устройство работает следующим образом. Исследуемое топливо с помощью насоса перекачивается из расходного бака через дополнительный нагреватель и рабочий участок в приемный бак. При этом контролируются основные параметры топлива: расход, температура, давление, а также температура рабочего участка и перепад давления на нем. При прохождении рабочего участка топливо нагревается до заданной температуры с помощью основного нагревателя. При этом с помощью тепловизора измеряется профиль температур на стенках рабочего участка и дополнительно пульсации давления топлива. По полученным результатам после их обработки устанавливаются основные закономерности тепло- и массообмена, а также коксоотложения при протекании углеводородных топлив и, в конечном счете, определяется качество исследуемого жидкого ракетного топлива.The device operates as follows. The fuel under test is pumped from the supply tank through an additional heater and the working section to the receiving tank. At the same time, the main parameters of the fuel are controlled: flow rate, temperature, pressure, as well as the temperature of the working section and the pressure drop across it. When passing the working section, the fuel is heated to a predetermined temperature using the main heater. In this case, using a thermal imager, a temperature profile is measured on the walls of the working section and, additionally, pulsations of the fuel pressure. According to the results obtained, after their processing, the basic laws of heat and mass transfer, as well as coke deposition during the flow of hydrocarbon fuels, are established and, ultimately, the quality of the investigated liquid rocket fuel is determined.
Предложенная полезная модель реализована на действующей установке по исследованию охлаждающих свойств жидких ракетных топлив. Данное устройство обеспечивает более высокую точность измерения и большую информативность испытаний.The proposed utility model is implemented on the existing installation for the study of the cooling properties of liquid rocket fuels. This device provides higher measurement accuracy and greater information content tests.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРЫREFERENCES USED
1. ГОСТ 17751-79. Метод определения термоокислительной стабильности топлив в динамических условиях.1. GOST 17751-79. Method for determination of thermo-oxidative stability of fuels in dynamic conditions.
2. Мякочин А.С., Яновский Л.С. Образование отложений в топливных системах силовых установок и методы их подавления. - М.: Издательство МАИ, 2001, (стр.18-26).2. Myakochin A.S., Yanovsky L.S. The formation of deposits in the fuel systems of power plants and methods for their suppression. - M.: Publisher MAI, 2001, (pp. 18-26).
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137285/22U RU90908U1 (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | LIQUID ROCKET FUEL RESEARCH DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009137285/22U RU90908U1 (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | LIQUID ROCKET FUEL RESEARCH DEVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU90908U1 true RU90908U1 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=42121302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009137285/22U RU90908U1 (en) | 2009-10-09 | 2009-10-09 | LIQUID ROCKET FUEL RESEARCH DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU90908U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453839C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-06-20 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Unit to determine fuel thermal-oxidative stability in dynamic conditions |
| RU2471186C1 (en) * | 2011-09-30 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" | Effective monitoring device of biofuel quality |
| RU2664443C1 (en) * | 2018-02-09 | 2018-08-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Unit for hydrocarbon rocket fuel research |
| RU2712227C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-01-27 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Automated installation for determination of energy-ballistic characteristics of liquid hydrocarbon combustibles |
-
2009
- 2009-10-09 RU RU2009137285/22U patent/RU90908U1/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453839C1 (en) * | 2011-04-20 | 2012-06-20 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Unit to determine fuel thermal-oxidative stability in dynamic conditions |
| RU2471186C1 (en) * | 2011-09-30 | 2012-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" | Effective monitoring device of biofuel quality |
| RU2664443C1 (en) * | 2018-02-09 | 2018-08-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Unit for hydrocarbon rocket fuel research |
| RU2712227C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-01-27 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Automated installation for determination of energy-ballistic characteristics of liquid hydrocarbon combustibles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU90908U1 (en) | LIQUID ROCKET FUEL RESEARCH DEVICE | |
| CN103454383A (en) | Dynamic response performance test system for gas sensor | |
| CN106338323B (en) | A kind of flowmeter in-situ calibration method and verification system | |
| US20150316401A1 (en) | Thermal, flow measuring apparatus and method for determining and/or monitoring flow of a medium | |
| CN109781779B (en) | Method and device suitable for measuring specific constant pressure heat capacity of dissolved gas fluid | |
| CN107131932A (en) | The detection means and detection method of a kind of gas turbine meter | |
| JP2010002182A (en) | Leakage measuring method of mechanical seal | |
| ES2559681T3 (en) | A method and system for measuring the cetane values of average distilled fuels | |
| KR20030060770A (en) | Method and apparatus to measure flow rate | |
| RU2453839C1 (en) | Unit to determine fuel thermal-oxidative stability in dynamic conditions | |
| CN200996922Y (en) | Antifouling performance evaluating experimental device | |
| CN104165823B (en) | The on-line determination method of hydrocarbon fuel High Temperature High Pressure pyrolysis product viscosity and determinator | |
| RU2345349C1 (en) | Installation for estimation of propensity of oils to formation of high-temperature adjournment | |
| RU2609861C1 (en) | Device for determining thermal-oxidative stability of fuels under dynamic conditions | |
| CN212111238U (en) | Self-calibration device of seawater conductivity sensor | |
| Kadjo et al. | A new transient two-wire method for measuring the thermal diffusivity of electrically conducting and highly corrosive liquids using small samples | |
| RU2300087C1 (en) | Heat meter and method of measurement of heat energy of heat transfer agent in open water heat supply systems | |
| RU168867U1 (en) | The control unit for determining the thermal oxidative stability of fuels in dynamic conditions | |
| CN205861593U (en) | A kind of liquid specific heat capacity measurement device | |
| RU2624593C1 (en) | Installation for verifying hot water meters | |
| CN104296817B (en) | A method of thermal mass flow meter measurement accuracy is improved by dynamic temp compensation | |
| JP7037883B2 (en) | Exhaust flow rate measuring device, fuel consumption measuring device, program for exhaust gas flow rate measuring device, and exhaust gas flow rate measuring method | |
| CN205861592U (en) | Specific heat of liquid analyzer | |
| CN206019798U (en) | A kind of flowmeter in-situ examines and determine data Collection ＆ Processing System | |
| RU2664443C1 (en) | Unit for hydrocarbon rocket fuel research |