Испытания с имитацией эксплуатационных условий подачи криогенных компонентов топлива при отработке ракетных двигательных установок

• Автор: Бершадский, Виталий Александрович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Сергиев Посад
• Количество страниц: 256 с. : ил.

Глава 1. Методические аспекты проведения испытаний двигательных установок на криогенных компонентах топлива
1.1. Особенности испытаний с имитацией эксплуатационных условий на этапе автономной отработки ДУ
1.2. Особенности испытаний с имитацией эксплуатационных условий на этапе комплексной отработки ДУ
1.3. Постановка задач исследований
Глава 2. Имитация интенсивности тепло-массообмена при отработке внутри-баковых процессов
2.1. Определение интенсивности тепло-массообмена в топливном баке
2.1.1. Экспериментальные установки и средства измерений
2.1.2. Интенсивность массообмена при вынужденном движении газа через

топливо
2.1.3. Влияние направления ввода газа наддува и скорости подачи его в газовый объем на энергораспределение в баке
2.1.4. Влияние демпфирующих перегородок на прогрев топлива в баке
2.1.5. Интенсивность тепло-массообмена при низкочастотных колебаниях
свободной поверхности топлива в баке
2.2. Методы расчета параметров состояния топлива в баке
2.2.1. Определение параметров состояния топлива при подаче газа наддува в свободный объем бака
2.2.2. Определение параметров состояния топлива при движении газа наддува через жидкость
2.3. Рекомендации по результатам исследований и их применение
2.3.1. Определение характеристик систем наддува при отработке внутрибако-вых процессов
2.3.2.Совершенствование внутрибаковых процессов .'
Заключение по главе
Глава 3. Имитация газосодержания и паросодержания в компонентах топлива при стендовой отработке двигателей
3.1. Методы термодинамического расчета параметров состояния насыщенного топлива на входе в двигатель
3.1.1. Определение параметров состояния топлива при газовыделении
3.1.2. Определение параметров состояния топлива при парообразовании
3.2. Параметрическая идентификация двухфазного состояния топлива в стендовой системе питания
3.3. Экспериментальное изучение процессов при образовании двухфазного состояния криогенного топлива
3.3.1. Особенности проведения исследований
3.3.2. Результаты исследований газовыделения и парообразования в баке и магистрали питания
3.3.3. Результаты исследований смешения газа и топлива в потоке

3.4. Определение характеристик систем топливоподачи при отработке двигателей
3.4.1. Определение характеристик насосов двигателей в замкнутом контуре подачи топлива с регулированием паросодержания
3.4.2. Оценка влияния состава двухфазного потока на работоспособность насосов двигателей
3.4.3. Особенности проведения испытаний с образованием двухфазного потока при смешении неконденсируемого газа и топлива
Заключение по главе
Глава 4. Имитация режимов совместного функционирования систем питания при комплексной отработке двигательных установок
4.1. Стратегия безопасного проведения испытаний
4.2. Оценка риска испытаний и его уменьшение
4.3. Предупреждение возникновения аварийной ситуации
4.4. Распознавание и парирование нештатных или аварийных ситуаций

4.5. Уменьшение последствий аварии
Заключение по главе
Основные результаты и выводы
Сокращения и условные обозначения
Литература

род - гелий и кислород - гелий, соответственно, составляет пренебрежительно малую величину[15, 17]. Это позволило зависимость для мольной доли газа в растворе представить в виде п'п, = Рг/ К = Р-п"г / К ,
Для указанных диапазонов изменений температур и давлений рассмотрение поведения функции 1п(Р-п"г/п'г) выявило независимость ее от величины давления, что позволило выразить коэффициент, характеризующий растворимость газа в жидкости, в виде функции от температуры. Такая функция может быть аппроксимирована [15, 26] эмпирической зависимостью для систем водород - гелий и кислород - гелий, соответственно:
К = 1,945-ехр (68,54/Т), (2.4)
К = 13,44-ехр (400/Т). " (2.5)
Для расчетного определения значений п'п, в функции от Р и Т полученных зависимостей недостаточно, так как необходимо знать изменения величины п'Тн от Р и Т. Рассмотрение данных работы [113] по составу газопаровой фазы позволило выяснить, что парциальное давление кислорода равно давлению насыщения при температуре чистого растворителя. Поэтому можно считать раствор гелия в кислороде идеальным и определять мольную долю газа в газопаровой фазе по зависимости:
п"гн = 1-п"п=1-Рп/Р- (2.6)
Система водород - гелий является неидеальной. Проявляется это в существенном отличии парциального давления пара растворителя от давления насыщения при температуре чистого растворителя [15]. Когда жидкий раствор является неидеальным, закон Рауля не выполняется, а зависимость летучести компонента раствора перестает изменяться линейно в функции от концентрации. Отклонение системы от идеальной учитывается на практике коэффициентом активности, который может быть найден по зависимости:
у^жф'ж^жЛ (2.7)
В термодинамике растворов за стандартное состояние чаще всего принимают состояние компонента в виде чистого вещества, находящегося при тех же значениях давления и температуры и в том же агрегатном состоянии, что и рас-