Головна

Стендова інформаційно-вимірювальна система (ІВС).

  1. I.2.3) Система римського права.
  2. II.5.1) Поняття і система магістратур.
  3. IV. МОВА ЯК СИСТЕМА І СТРУКТУРА
  4. Quot; виштовхує "ЛОГІСТИЧНА СИСТЕМА
  5. S.1. ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА ТОРГІВЛІ
  6. VI. Система органів державної влади в Російській Федерації
  7. А. Секційна система з багатошаровими довгими блоками

У деяких сучасних системах функції управління процесами і інформаційно-вимірювальних можуть бути об'єднані.

8) Система електропостачання ІВС, СУ і допоміжних систем (вантажопідіймальних машин, обладнання стенду).

9) Системи вентиляції (Припливна і витяжна), опалення.

10) Система забезпечення безпечних умов - Контроль середовища, пожежогасіння, служба хімічного захисту, служба організаційно-технічних заходів і ТБ.

Для забезпечення екологічних вимог на випробувальному комплексі використовуються системи уловлювання і нейтралізації токсичних і вибухонебезпечних викидів, показані на рис. 11.3. Це в основному дренажні викиди з баків при заправці, зливі, а також викиди газів з камер згоряння двигунів.

 
 

Мал. 11.3. Системи нейтралізації і допалювання викидів: а - абсорбційний, б - термічний; в - система відведення продуктів згоряння (в закритому виконанні)

Застосовується термічний метод, заснований на допалювання газів з додаванням окислювача або пального, і абсорбційний метод, заснований на поглинанні шкідливих викидів (газів) хімічними сполуками. В якості абсорбенту застосовують: для пального - кислоти, воду і для окислювачів - лужні розчини.

Так, для окислювачів типу чотириокису аеота в якості абсорбенту використовуються різні лужні розчини, рідше вода. Взаємодія парів чотириокису азоту з абсорбентом протікає у вигляді наступних хімічних реакцій:

N2O4 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O;

2N2O4 + H2O = 2HNO3 + NO + NO2;

6NO2 + 2H2O = 4HNO3 + 2NO.

Як видно з наведених рівнянь реакції, при взаємодії чотириокису азоту з лужним розчином утворюються вода, добре розчинні солі і малотоксичні газоподібні речовини.

Для НДМГ в якості абсорбенту використовуються в більшості випадків вода, гас і кислоти. З водою НДМГ утворює менш токсичні розчини, що містять гідроокис діметілгідрозонія:

(CH3)2N2H2 + H2O ® CH3NH3OH.

Термічний метод нейтралізації газу з парами чотириокису азоту заснований на відновленні оксидів азоту при їх взаємодії з пальним до вільного азоту. Реакція нейтралізації оксидів азоту в відновлювальної частини полум'я йде за двома напрямками:

1) термічна дисоціація чотириокису в двоокис азоту з наступною дисоціацією на моноокись з утворенням атомарного кисню:

N2O4 ® 2NO2 ® 2NO + 2O;

2) взаємодія дво- і моноокиси азоту з вуглеводневим пальним, що приводить до утворення вуглекислого газу, водяної пари і азоту:

C7,1H15 + 10,85NO + 10,85O ® 7,1CO2 + 7,5H2O + 5,43N2.

Термічний метод нейтралізації газів з парами НДМГ полягає в спалюванні парів НДМГ в спеціальних пальниках або дожигателях із застосуванням вуглеводневого палива. Він заснований на взаємодії НДМГ з киснем, які є у вихлопних газах пальники, з утворенням продуктів повного окислення:

(CH3)2N2H2 + 4O2 ® 2CO2 + 4H2O + N2.

При очищенні газів від парів НДМГ і АТ використовуються різні абсорбція пристрої, в яких реалізуються такі способи створення контакту між рідиною і газом:

- Пропускання газу в вигляді дрібних бульбашок крізь шар рідини (барботирование);

- Пропускання газу через розбризкується рідина;

- Змішання газу і рідини в потоці.

Пристрої для нейтралізації дренажних викидів прості і знайшли широке застосування, а пристрої для уловлювання викидів з камер в процесі запуску і роботи дуже громіздкі, ефективність їх мала і питання їх застосування вирішується в комплексі з урахуванням необхідності забезпечення глушіння шуму і світломаскування.

Локалізація і нейтралізація викидів з камер згоряння. Токсичні викиди з камер згоряння при вогневих випробуваннях ДУ і їх вузлів утворюються в результаті:

- Запуску двигуна при випереджаючої подачі одного з компонентів палива в камеру йди газогенератор;

- Роботи на режимі при співвідношенні компонентів палива, що відрізняється від стехіометричного (наприклад, випробування окислювальних або відновних газогенераторів);

- Вимкнення двигуна при неодночасної отсечке подачі компонентів;

- Аварійного виходу випробування, пов'язаного з руйнуванням матеріальної частини двигуна.

До пристроїв для очищення токсичних викидів при вогневих випробуваннях ставляться такі вимоги:

- Забезпечення повної локалізації викидів;

- Забезпечення високого ступеня нейтралізації токсичних викидів;

- Надійність, зручність в експлуатації і довговічність;

- Простота конструкції.

Для дренажних викидів пристрої прості і знайшли широке застосування, а пристрої для уловлювання викидів з камер в процесі запуску і роботи дуже громіздкі, ефективність їх мала і питання їх застосування вирішується в комплексі з урахуванням необхідності забезпечення шумоглушения і світломаскування. Для прикладу на рис. 11.3 показана система уловлювання і нейтралізації токсичних викидів з закритим вихлопом з двигуна з тягою 10 тс.

У даній схемі струмінь газів з двигуна, що працює на компонентах палива НДМГ і АТ, закінчується в тракт з вихлопних дифузором і ежектором, де відбувається їх охолодження за рахунок подачі води в струмінь, і через камеру змішування і гідрогасітель з водою газ потрапляє в вихлопну шахту ( трубу) і викидається потім в атмосферу. Витрата води на охолодження системи і нейтралізацію викидів в установці становить 600 кг / c. Ефективність зазначеної установки щодо токсичних викидів становить 95 ... 97%.

Для двигунів з тягою більше 150 тс система уловлювання і нейтралізації викидів з камер згоряння в процесі запуску містить громіздке обладнання.

Так, наприклад, геометричні розміри гідрогасітельной камери складають до 30 м в діаметрі, вихлопної шахти (труби) в діаметрі до 20 м і по висоті більше 100 м.

При цьому слід зазначити, що термохимические методи нейтралізації окису вуглецю (СО) і окису азоту (NО) значно простіше і ефективніше, ніж методи нейтралізації з використанням каталізаторів і спеціальних реагентів. Перевага термохімічних методів полягає в тому, що вони менш чутливі до чистоти газового потоку і попутно забезпечують дожигание інших речовин: вибухонебезпечну домішка Н2 і токсичні продукти неповного згоряння вуглеводнів (сажу і ін.).

Принципова схема газодинамічного тракту з системою допалювання окису вуглецю представлена ??на рис. 11.4 і включає бронекамеру, дифузор, дожигатель і вихлопну трубу. Бронекамера 1 служить для герметизації обсягу близько двигуна, ліквідації поширення світлового випромінювання і локалізації можливо го вибуху всередині обсягу камери. Дифузор 2 призначений для перетворення надзвуковий струменя в дозвукову з метою відновлення статичного тиску в струмені (до 0,6 МПа). Зняття теплових потоків від газу забезпечується вну тертя водяним охолодженням з витратою води ~ 5000 кг / с. У першій зоні дожигатель витрата води дорівнює 800 кг / с і протікає інтенсивна реакція допалювання окису вуглецю за рахунок активних радикалів ОН, що утворюються разом з атомами Н при дисоціації води, і витрата СО при цьому зменшується до значення mзі = 7,5%.


 Мал. 11.4. Принципова схема газодинамічного тракту з системою допалювання окису вуглецю:

1 - бронекамера; 2 - дифузор; 3 - дожигатель; 4 - вихлопна труба;

I - перша зона допалювання; II - друга зона допалювання;

III - третя зона дожигания

Дожигатель 3 призначений для окислення окису вуглецю і допалювання водню за рахунок подаються в нього води і рідкого кисню (друга зона) через колектор з 50 форсунками. При цьому витрата кисню регулюється автоматично, згідно з програмою так, щоб забезпечити коефіцієнт надлишку окислювача в допалювачів  і зберегти температуру суміші Т = 1800 К, необхідна для запобігання утворення окислів азоту при подсасиванія повітря в дожигатель. У другій зоні дожигатель витрата СО за рахунок реакції з водою і киснем зменшується до значення mзі  2%, що визначається рівноважними умовами при Т = 1800 К.

У третій зоні приблизно через 6 м подається близько 500 кг води, що забезпечує охолодження потоку до Т  1200 к і практично повне придушення СО і рівноважний дожигание Н2. За дожігателем розташована вихлопна труба 4, в яку додатково подається 18 м3/ С води, що забезпечує подальше зниження температури і шумоглушенія. Утвориться суміш гальмується в гідрогасітеле і з нього потрапляє в атмосферу через трубу розсіювання висотою 100 м і діаметром 16 м.

У процесі випробування виключаються викиди в навколишній простір до 100 т окису вуглецю, ефективність дожигания продуктів згоряння становить понад 97%, а залишковий вміст в вихлопному газі окису вуглецю зменшується до 0,6% і водню - до 0,8%.

Таким чином, при оснащенні випробувального стенду системами допалювання викидів забезпечуються безпечні умови випробувань: знижуються токсичність газових викидів, вплив шуму і світлового випромінювання.

Пристрої для глушіння шуму. Шум - це чутний звук, що характеризується звуковим тиском. Величина звукового тиску в звуковій хвилі, йди інтенсивність звуку, виражається в децибелах (дБ). Джерелами шуму при випробуваннях ДУ і ЛА є: вихідний пристрій, камера згоряння, турбіна, реактивний струмінь вихлопних газів.

За санітарними нормами рівень шуму при випробуваннях ДУ не повинен перевищувати:

- В приміщеннях випробувального комплексу та в адміністративних будівлях 80 ... 130 дБ;

- В населених пунктах 80 ... 100 дБ.

Шумоглушенія на випробувальних комплексах забезпечується наступним чином:

- Випробувальний комплекс розташовується в зоні лісових масивів на певному (безпечному) відстані від населених пунктів;

- Використовуються звукоізоляційні і звукопоглинальні матеріали при спорудженні будівель і бункера управління;

- Застосовуються системи і пристрої шумоглушения.

Дослідженнями встановлено, що розподіл струменя вихлопних газів в ежекторі випробувального стенду дозволяє помітно знизити рівень шуму. Так, розподіл струменя на 6-8 секторів знижує рівень шуму приблизно на 8 дБ при швидкості витікання з реактивного сопла близько 550 м / с. Сам ежектор стенду також знижує інтенсивність шуму. Наприклад, при довжині ежектора 5 діаметрів вихлопного сопла двигуна можна досягти зниження рівня шуму на 5 ... 6 дБ. Для зниження рівня шуму на стендах застосовуються різні види шумоглушників, такі, як камерні, пластинчасті, глушники активного типу, екранні, реактивні і ін.

У стендових системах шумоглушения при випробуванні ДУ можливе застосування зазначених елементів, але для цього необхідно забезпечити гальмування потоку і його охолодження.

Застосування охолоджувальних пристроїв вихлопної струменя ДУ забезпечує зменшення інтенсивності шуму на 15 ... 40 дБ, але це виявляється недостатнім при випробуванні двигунів великих тяг. У цьому випадку застосовують вихлопні системи у вигляді дифузорів, ежекторних установок і поворотних пристроїв струменя. Всі ці пристрої є громіздкими спорудами, мають велику протяжність вихлопного тракту, вимагають великих витрат газу і води для ежектування струменя (відновлення тиску) і охолодження конструкції.

На рис. 11.5 показано пристрій шумоглушения з закритим вихлопом - закінченням струменя ЖРД в газоотводной канал, що включає дифузор для відновлення тиску і водяні розсікачі вихлопної струменя. У газоотводной канал подавалася вода в процесі випробування протягом 120 с при витраті до 2 м3/ С. Пристрій шумоглушения застосовувалося при випробуваннях киснево-водневого двигуна РД0120 блоку "Ц" РН "Енергія" на випробувальному стенді НДЦ РКП. Застосування зазначеного пристрою при випробуваннях двигуна РД0120 забезпечило зменшення інтенсивності шуму на випробувальному комплексі до допустимих по санітарним нормам значень 90-120 Дб.


 Мал. 11.5. Випробування ЖРД РД-0120 на стенді з пристроєм глушіння шуму в газоотводной трубі з розсікачами струменя

Слід при цьому зазначити, що багато систем забезпечення випробувань мають однакові технічні рішення на стенді для вогневих випробувань двигунів і ДУ і на стартовому пристрої (СК) для забезпечення підготовки і проведення льотних випробувань ЛА. До них можна віднести системи заправки компонентами ракетного палива, системи газопостачання, обладнання для димових газів і охолодження струменя і газоотражателя, системи нейтралізації викидів і проток КРТ.

 



Попередня   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   Наступна

Системи управління кінцевими параметрами траєкторії руху ЛА (тяга і співвідношення компонентів) | Система управління вектором тяги | Система наддуву баків | Етапи запуску і зупинки | Системи розкрутки турбонасосного агрегату | Система запалювання і займання палива | Основні особливості схем | Схеми ЖРД без допалювання і з дожиганием ГГ- газу | Питомі характеристики двигунів різних схем | Випробувальних комплексів ЖРД і ДУ |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати