Головна

МЕТОДИ ЗНИЖЕННЯ РІВНЯ НЕГАТИВНИХ НАСЛІДКІВ ТЕРМІЧНОГО розшарування ПАЛИВА

  1. I. Методи суворо регламентованого вправи.
  2. II Общепедагогические методи.
  3. II ЕТАП. КОНТРОЛЬ вихідного рівня ЗНАНЬ ПО ТЕМІ
  4. II. Методи виховання фізичних якостей.
  5. II. МЕТОДИ ЧАСТКОВО регламентовані вправи
  6. II. МЕТОДИ, ПІДХОДИ І ПРОЦЕДУРИ ДІАГНОСТИКИ І ЛІКУВАННЯ
  7. III.2. Види, форми і методи педагогічної діагностики

Для ліквідації наслідків термічного розшарування необхідно в першу чергу знати висоту расслоенной області, а також максимальну температуру рідини на поверхні розділу.

Розглянемо характеристики розшарування, грунтуючись на закономірностях прикордонного шару відповідно до схеми процесу, зображеної на рис. 6.1. Вважаємо, що все тепло, яке надійшло в стінки циліндричної ємності на висоті (H-h), миттєво виноситься в розшарування область через кільцевий переріз прикордонного шару в основі расслоенной області. тоді отримуємо

 , (7.1)

де Tw - Поточна температура в расслоенной області в залежності від висоти h; H - рівень заповнення бака паливом в поточний момент часу; h - глибина шару палива від вільної поверхні при термічному розшаруванні.

Вираз (7.1) визначає зміна висоти расслоенной області.

В умовах вироблення компонента, т. Е. При H = H (?), висота расслоенной області може бути знайдена чисельним інтеграцією співвідношення (7.1), якщо відомий коефіцієнт тепловіддачі від стінки до жідкостіa = qw / qw, Геометричні розміри бака H і R, а також теплофізичні властивості рідини cp і r.

Співвідношення (7.1) можна скористатися і при змінному в часі тепловому потоці qw(?). Розбиваючи весь часовий інтервал процесу розшарування на досить малі відрізки часу, в межах яких можна вважати qw= Const, неважко розрахувати зміна висоти расслоенной області, вважаючи процес квазістаціонарним.

Розглянемо тепер визначення температури рідкого компонента на поверхні розділу. Сталий стан расслоенной області можливо при  , І з цього випливає, що максимальна температура рідкого компонента буде на вільної поверхні.

Температура вільної поверхні Tз може бути визначена зі співвідношення

 , (7.2)

де Q - кількість тепла, підведене до вільної поверхні або відведений від неї при тепловому взаємодії з газовою подушкою;  ; x - осьова координата по глибині расслоенной області від вільної поверхні

В останньому співвідношенні висота расслоенной області h (?) визначається отриманим раніше виразом (7.1).

Співвідношення для висоти расслоенной області і температури рідини на поверхні розділу засновані на використанні закономірностей прикордонного шару. При їх виведення враховані певні припущення, найважливішими з яких є:

1) сталість температури рідини по висоті до початку процесу
 розшарування;

2) прикордонний шар на стінках судини описується залежностями стаціонарного прикордонного шару на вертикальній пластині, а його товщина значно менше радіуса- ? « R.

3) відсутня донний підігрів бака;

4) безрозмірний профіль температури  не є функцією часу і радіуса судини, а тільки функцією безрозмірною координати x / h.

Зупинимося на питаннях, пов'язаних з ліквідацією небажаних наслідків процесу термічного розшарування КТ.

Уміння прогнозувати температурне поле (або в першому наближенні - максимальну температуру на поверхні розділу) дозволяє проектувати ТНА, здатний перекачати "теплової залишок" компонента без кавігаціонного режиму подачі, при наявності якого зменшуються допустимі обороти насоса і зростає маса ТНА. Значно поліпшуються масові характеристики системи харчування (бак, система наддуву, ТНА) з повною виробленням расслоенной області при використанні бустерного ТНА, розрахованого на меншу вхідний тиск компонента.

Однак в ряді випадків доводиться використовувати вже готові відцентрові насоси, розраховані на меншу температуру компонента палива. Якщо підвищення вхідного тиску невигідно через погіршення масових характеристик бака і системи наддуву або неприпустимо по міцності міркувань, доцільно вжити заходів до зниження температури расслоенной області за рахунок перемішування її з основною масою компонента.

Зручно розділити способи перемішування на активні (що вимагають енергетичних витрат) і пасивні (без використання різних приводів, які споживають енергію).

На рис. 7.1а схематично показаний струменевий спосіб перемішування, заснований на відборі деякого витрати компонента палива за відповідним насосом. У нижній частині бака встановлюється торовий колектор 3 з отворами. До торів колектора через клапан 4, що відкривається при підході расслоенной області в район колектора, підводиться частина компонента через насоса. Стікаючи з отворів колектора, рідина забезпечує струйное перемішування расслоенной області з холодною частиною компонента. Струменевий спосіб перемішування відрізняється високою ефективністю, але вимагає додаткової витрати компонента, що призводить до збільшення потрібної потужності ТНА. Крім того, струменя рідкого компонента, що минає з колектора 3, не повинні виходити за поверхню розділу, щоб не викликати падіння тиску в газовій подушці через конденсації парової фази на струмені. Це вимагає експериментального відпрацювання пристроями,.

Якщо "теплової залишок" поміщається в тунельної трубі (рис. 7.1б), то він може бути практично повністю вироблений при підвищеному тиску. Для цього необхідно закрити клапан 4 на вході в тунельну

Мал. 7.1. Схеми активних способів боротьби з розшаруванням:

1 - газоввод; 2-протівовороночное пристрій; 3 - колектор; 4 - електропневмоклапан; 5 - тунельна труба; т - турбіна; н - насос; н. г, н. про - насоси пального і окислювача, відповідно.

трубу, відкрив »клапан для газу, що витискує і витіснити" теплової залишок "в відцентровий насос. При цьому режим роботи ТНА не змінюється, проте потрібні два додаткових клапана, а також деякий запас газу-витискувача.

Загальним недоліком активних способів перемішування є потреба в додаткових агрегатах (електропневмоклапаном, торів колекторі і ін.), А також джерелах енергії, що природно ускладнює систему харчування і збільшує її масу.

На рис. 7.2 показані приклади пасивних способів боротьби з наслідками термічного розшарування компонентів палива. Постановка нерухомих поперечних кільцевих перегородок 2 (рис. 7.2а) призводить до відхилення вертикального прикордонного шару і його перемішування з холодним ядром як в процесі розшарування, так і при виробленні рідкого компонента. До того ж поперечні перегородки виконують роль демпфера при осьових коливаннях рідини в баку.

При використанні кріогенних компонентів становить певний інтерес постановка всередину бака коаксіального циліндра 3 (рис. 7.2б), утворює зазор зі стінками бака. Тепловий потік, що надходить в стінки бака з навколишнього середовища, йде на нагрів компонента, що знаходиться в кільцевому зазорі. Оскільки внутрішній циліндр виступає над поверхнею розділу, весь тепловий потік піде на часткове випаровування криогенного компонента, що знаходиться в зазорі, а розшарування з утворенням прогрітій області не відбудеться. Випарувався компонент може бути використаний для наддуву бака.

Явище термічного розшарування криогенного компонента може бути використано для самонаддува бака (рис. 7.3). Якщо верхній шар залитого криогенного компонента нагріти зовнішнім поверхневим нагрівачем до температури, відповідної тиску насичених парів ps0, То при виробленні компонента тиск буде падати і верхні шари компонента виявляться перегрітими. Випаровування перегрітого верхнього шару забезпечує самонаддув бака.

Мал. 7.2. Пасивні перемішують пристрої:

1 - газоввод; 2 поперечні перегородки; 3 - коаксіальний циліндр; 4 протівовороночное пристрій.

Мал. 7.3. Схема системи самонаддува бака:

а - початок процесу; б - проміжний стан

Самонаддув бака з вакуумним компонентом палива дозволяє помітно спростити систему подачі рідини до відцентрового насоса, так як скасовуються додаткові трубопроводи з агрегатами подачі і для витіснення використовуються пари криогенного компонента.

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ТЕРМІЧНОГО розшарування КОМПОНЕНТІВ палива в баках ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ | Забірного пристрою. ОСНОВНІ ВИМОГИ І КЛАСИФІКАЦІЯ


Загальні відомості про СИСТЕМАХ ХАРЧУВАННЯ | Паливні баки. ПРИЗНАЧЕННЯ, ОСНОВНІ ВИМОГИ, ЗАВДАННЯ ПРОЕКТУВАННЯ | РОЗРАХУНОК ЗАПРАВКИ БАКА ПАЛИВОМ І ВИБІР ОБСЯГУ ГАЗОВОЇ ПОДУШКИ БАКА | Вибір обсягу газової подушки бака | Процеси, що відбуваються в парогазових ПОДУШЦІ ТБ | ПРОЕКТУВАННЯ забірного пристрою паливних баків РН | Забірного пристрою паливних баків КЛА Загальна характеристика | ПРОЕКТУВАННЯ забірного пристрою КЛА СІТЧАСТОГО ТИПУ | Динаміка палива в баку ЛА, що здійснює гармонійні коливання в змінному полі масових сил | Вплив внутрібакових перегородок на динаміку палива |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати