Объектно-ориентированная система анализа и синтеза систем газоснабжения ракетно-космических комплексов

• Автор: Котов, Владимир Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ковров
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА И ПРЕДМЕТА ИССЛЕДОВАНИЯ, РАЗРАБОТКА ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ .АВТОМАТИЗИРОВАННОГО АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СИСТЕМ

ГАЗОСНАБЖЕНИЯ.

1Л. Назначение, состав и основные требования систем газоснабжения ракетнокосмических комплексов
1.2. Анализ и формализация процесса разработки систем газоснабжения. Требования к математическому и информационному обеспечению
1.3.Анализ уровня автоматизации разработки СГС и их элементов. Постановка цели и задач исследования
1.4. Структура объектноориентированной системы анализа и синтеза систем газоснабжения ракетных комплексов

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЦЕДУР АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ

2.1. Предварительные замечания

2.2. Особенности математического описания функционирования СГС. Базовые уравнения состояния и термодинамические зависимости.
2.3. Математическое обеспечение для расчета установившегося течения газа в линиях питания СГС.
2.4. Математическое обеспечение для расчета массового расхода газа через сужающее устройство.
2.5. Математическое обеспечение для расчета процессов в газовых емкостях
2.5.1. Расчетная схема газовой емкости
2.5.2. Изотермические модели
2.5.3. Адиабатические модели
2.5.4. Модели с учетом теплообмена с окружающей средой
2.6. Анализ областей применимости математических моделей различной степени детализации.
2.6.1. Учет коэффициента сжимаемости газа.
2.6.2. Расход газа через сужающее отверстие.
2.6.3. Течение газа по трубопроводу.
2.7. Выводы.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ И
МЕТОДИКИ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СИСТЕМ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ.
3.1.редварительные замечания .
3.2. Структура автоматизированной системы анализа и проектирования СГС
3.2.1. Подсистема проектирования СГС
3.2.2. Подсистема анализа СГС.
3.3. Методическое и информационное обеспечение процесса анализа и синтеза систем газоснабжения
3.3.1. Методика автоматизированного анализа и синтеза систем газоснабжения.
3.3.2. Методика формирования структурных схем линий питания СГС.
3.3.3. Методика формирования принципиальных схем систем газоснабжения.
3.3.4. Методика расчета гидравлических сопротивлений систем с учетом взаимного влияния элементов.
3.3.5. Расчет параметров технологической части блоков и стоек
3.4. Общая методика использования объектноориентированной системы анализа и синтеза систем газоснабжения
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ПРИМЕР ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ОБЪЕКТНООРИЕНТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СГС
4.1. Предварительные замечания.
4.2. Исходные данные.
4.3. Формирование структурной схемы СГС и расчет параметров
4.3.1. Определение основных параметров подсистемы высокого давления.
4.3.2. Определение основных параметров подсистемы низкого давления .
4.4. Уточнение характеристик линий питания высокого давления .
4.4.1. Формирование принципиальной схемы стойки выдачи
4.4.2. Уточненный анализ процесса выдачи газа из источника питания
4.4.3. Уточненный расчет линий питания
4.5. Расчет процесса заправки источника питания.
4.5.1. Исходные данные для расчета заправки источника питания.
4.5.2. Проведение расчета процесса заправки источника питания.
4.6. Теплогидравлический расчет линии высокого давления.
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В главе 4 приведены примеры практического использования объектноориентированной системы для решения задач анализа и синтеза применительно к системе газоснабжения 2Г. Анализ процесса разработки и результатов расчетов показывает, что предлагаемая объектноориентированная система позволяет в короткие сроки с высокой точностью решить поставленные задачи, а потому является средством повышения эффективности процесса проектирования и технического уровня СГС. В заключении изложены основные результаты диссертационной работы, подтверждающие ее завершенность. В приложениях приведены материалы, имеющие второстепенное значение зависимости для расчета теплообмена, алгоритмические модели для расчета термодинамических свойств газов, алгоритм укрупненного проектирования СГС, зависимости для расчета гидравлических сопротивлений типовых элементов, акты внедрения и использования основных результатов работы. ГЛАВА 1. Объектом исследований диссертационной работы являются системы газоснабжения ракетнокосмических комплексов IС РКК. В данной работе используется терминология и понятийный аппарат, принятый в монографии Арзуманова Ю. Л., Петрова , Халатова Е. М. . Заправка бортовых баллонов ракетыносителя и космического аппарата. Вытеснение из емкостей различных жидких продуктов при заправке, сливе, нейтрализации. Управление гидропневмоаппаратурой заправочных систем и механизмами стартовых агрегатов. Продувка магистралей. Иаддув топливных баков, помещений. Обеспечение сжатыми газами систем пожаротушения, охлаждения пусковой установки, термостатирования. Испытания оборудования ракетносителей и космических аппаратов. Обеспечение сжатыми газами систем управления ракет и навигационных комплексов. Взведение различных наземных и бортовых устройств. Отстыковка разъемных соединений в начале подъема, отвод площадок обслуживания с отстыкованными магистралями. Для систем тзоснабжения характерна структура, представленная на рис. Она состоит из системы производства сжатых газов СПСГ, источника питания ИП, линий питания ЛП и потребителей различного назначения. Рис. СПСГ предназначена для получения газов, их осушки, очистки и подачи в ресивер ИП или, иногда, непосредственно потребителю. Для получения сжатого воздуха используют компрессоры. СГС в баллонах или криогенных емкостях. В этом случае система производства СПСГ осуществляет перекачивание газов из транспортировочных емкостей в ресиверы ИП с помощью дожимающих компрессорных станций или криогенных газификаторов. ИП СГС предназначен для приема, хранения газов и выдачи их потребителям по линиям питания с заданными параметрами. Он состоит из баллонов, объединенных в секции, а секции объединены в ресиверы. Они соединены с блоками и стойками коммутации, в которых размещены контрольноизмерительные приборы, обеспечивающие измерение параметров газа и формирование соответствующих сигналов в систему управления СГС, визуализацию результатов измерений, а также коммутирующая арматура для заправки и выдачи газов. Для хранения газов используют стандартные баллоны емкостью до 0,5 м3, рассчитанные на рабочее давление до МПа. Количество баллонов может достигать нескольких сотен, т. СГС характеризуются высокой энергоемкостью. Линии питания ЛП предназначены для доставки газов от ИП к потребителям по трубопроводам, регулирования и контроля их параметров. Количество специфических по своим требованиям потребителей достигает . ЛП состоят изделий арматуры различного назначения, объединенной в стойки и блоки. Наиболее сложные стойки выдачи СВ подразделяют на блоки входной, регулирующий и выходной. Во входных и выходных блоках находится коммутирующая арматура, средства очистки газов, датчики. В регулирующих блоках установлены регуляторы различного типа, счетчики наработки, датчики параметров, предохранительная и коммутирующая арматура. В блоке защиты установлена арматура для защиты от агрессивных сред потребителей. Варианты исполнения ЛП весьма многообразны в зависимости от перечня регулируемых параметров газа, используемого способа регулирования и особенностей потребителей.