Кондиционирование воды в системах водообеспечения космических аппаратов и наземных объектов

• Автор: Скляр, Евгений Федорович
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ч
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В УСЛОВИЯХ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

1.1. Минеральный состав питьевой воды систем водообеспе

чения орбитальных космических станций

1.2. Применяемые способы кондиционирования питьевой

1.2.1. Реагентные способы кондиционирования питьевой воды

1.2.2. Мембранные способы кондиционирования питьевой воды

1.2.3. Способы и устройства кондиционирования питьевой воды

для систем водообеспечения орбитальных космических станций

1.2.4. Кондиционирование водопроводной воды при наземной
подготовке запасов воды
1.3. Обеззараживание питьевой воды
1.4. Общая постановка задачи исследования
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
МЕТОДА ПРЯМОГО ДОЗИРОВАНИЯ СОЛЕВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
2.1. Выбор состава солевых концентратов и определение
области их стабильности
2.1.1. Солевые концентраты для получения искусственной минерализованной питьевой воды
2.1.2. Выбор оптимальных для организма человека концентраций
солей в растворах и их смесях
2.2. Введение солевых концентратов в деминерализованную
3
2.2.1. Обоснование порядка введения солевых концентратов
2.2.2. Выбор схемы введения солевых концентратов при дополнительной обработке воды на ионите
2.2.3. Разработка аппаратуры для дозирования солевых концентратов
2.2.4. Выбор способа стерилизации солевых концентратов
2.3. Испытания на устойчивость солевых концентратов при
воздействии экстремальных факторов космического полета
Испытания питьевой воды, полученной в разработанной
системе соленасыщения
МЕМБРАННЫЙ И МЕМБРАННОКОНТАКТНЫЙ СПОСОБЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ДЕМИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ
ГЛАВА 3.
3.2.
3.4.
ГЛАВА 4.
Определение физикохимических свойств полимерных мембран, применяемых при проведении осмотического
процесса
Методика расчета осмотического соленасыщения деминерализованной регенерированной воды
Мембранноконтактный способ соленасыщения деминерализованной регенерированной воды
Расчет схемы мембранноконтактного способа кондиционирования воды и оценка его работоспособности
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ ДЛЯ ДООЧИСТКИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Технологическая схема системы наземной водоподготовки
4
4.2. Очистка питьевой воды от хлороформа
4.3. Очистка питьевой воды от ионов железа
4.4. Применение кондиционирования воды в бытовых целях
ЛИТЕРАТУРА


Разработка технологий и устройств для доочистки питьевой воды запасов от ионов железа и хлороформа в системах наземной водопод-готовки. Практическая ценность работы заключается в: . Достоверность полученных результатов обеспечивается применением известных и апробированных методов расчета, метода полнофакторного планирования эксперимента при постановке натурных испытаний, сопоставлением расчетных данных с экспериментальными результатами. Совокупность результатов исследований по составу исходных солевых концентратов и по их дозированию в зависимости от применяемых технологий соленасыщения. Способы кондиционирования регенерированной деминерализованной воды и устройства для их реализации в условиях космического полета. Результаты экспериментально-теоретических исследований и испытаний системы соленасыщения. Апробация работы. XIV Гагаринских научных чтениях по космонавтике и авиации, г. Москва, г. Научно-техническом совете ОАО «НИИхиммаш», г. Москва, 4- г. Постоянно-действующем научно-техническом семинаре «Проблемы проектирования регенерационных систем жизнеобеспечения» при Секции «Системы регенерации газов и жидкостей на борту летательных аппаратов» Гагаринских научных чтений по космонавтике и авиации, г. Москва, г. XXI Гагаринских научных чтениях по космонавтике и авиации, г. Москва, г. Российской конференции «Организм и окружающая среда: жизнеобеспечение и защита человека в экстремальных условиях», г. Москва, г. Всероссийской конференции «Проблемы обитаемости в гермообъектах», г. Москва, г. Международной научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космосе», Звездный городок, Московская область, г. Публикации. Основные результаты работы изложены в двух опубликованных научно-технических статьях, двух научно-технических отчетах и четырех Патентах РФ. Внедрение результатов работы. РГНИИЦПК им. Ю.А. Гагарина - при наземных испытаниях систем жизнеобеспечения Служебного модуля МКС. ГЛАВА 1. При долговременных космических пилотируемых полетах в организме космонавтов происходят изменения водно-солевого обмена, приводящие к уменьшению объема циркулирующей крови и потерям жидкости и электролитов [1-5-5]. Наземные эксперименты по имитации отдельных факторов космического полета подтверждают эти данные. Потеря организмом человека 3-5-5 % воды вызывает значительное ухудшение состояния здоровья, особенно при действии перегрузок и земной гравитации в момент завершения космического полета. Следовательно, дефицит питьевой воды в условиях космического полета является недопустимым и требуется введение в состав систем водообеспечения (СВО) системы кондиционирования воды на борту ОКС. Наиболее надежными СВО космических объектов являются системы, основанные на использовании доставляемых с Земли запасов питьевой воды. Требуемая гигиеническая надежность таких систем достигается консервированием или стабилизацией химического состава и микрофлоры воды. В то же время запасы воды на борту существенно увеличивают стартовый вес космического корабля. Поэтому необходимо изыскание рациональных способов и средств, обеспечивающих круговорот воды на борту ОКС, важным звеном в котором является получение требуемого минерального состава питьевой воды методом ее кондиционирования [6]. Приведенные стадии технологического процесса в зависимости от дальнейшего использования воды могут видоизменяться [1]. Например, техническая вода, являющаяся продуктом переработки энергоносителя топливных элементов ЭХГ МКК «Шаттл» и конденсат атмосферной влаги, очищенные в БКО системы СРВ-К2М, не требуют операций по первой и второй стадиям, т. Установлено, что применение для питья полностью деминерализованной воды опасно для организма [7-]. Кроме того, опресненные воды имеют неприятный вкус, плохо утоляют жажду [], а при длительном употреблении вызывают ряд органических заболеваний (эндемический зоб, кариес и др. При употреблении для питья дистиллированной воды энергетические траты организма повышаются []. Для поддержания жизнедеятельности организма в нормальных условиях человеку требуется 2-гЗ л воды в сутки. Эти нормы применимы и для водопо-требления в условиях космического полета (таблица 1.