6 / 9
Д.В. Сысоев
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 7·2016
Например, в системе из четырех баков для бака № 3 при макси-
мальном перепаде давлений, создаваемом баком № 1, и минималь-
ном, создаваемом баком № 4, суммарная скорость втекания в него
жидкости в соответствии с формулой (1)
1 3
3 4
2(
)
2(
) .
p p
p p
v
(7)
За единицу времени в каждый из баков
j
втечет объем жидкости
1
4
2(
)
2(
)
.
j
j
j j
j
p p
p p
v F F
(8)
Соответственно изменятся объемы жидкости в каждом баке и давле-
ния в полостях над жидкостью.
Расчет объемов и давлений в системе из нескольких баков на
очередном шаге выполняется аналогично соотношениям (2), (3) и (5),
(6). Для вычисления скорости втекающей в бак жидкости использу-
ется соотношение (7), для расчета объема жидкости, поступившей
в бак, — соотношение (8). После каждого шага выполняется сравне-
ние значений давления в баках для определения момента, когда зна-
чения давления в каких-либо баках становятся равными. Очевидно,
что после этого перетекание в системе в целом не прекращается, как
в случае для двух баков. Перетекание останавливается при полном
выравнивании давления между всеми баками.
По предлагаемым соотношениям выполнены вычисления для мо-
дельной расчетной системы, состоящей из трех баков объемом 200 л
каждый, соединенных магистралями диаметром 8 мм. Эти параметры
близки к конструктивным геометрическим характеристикам ОДУ.
Задавали начальные давления газа наддува и объемы жидкости во
всех баках. В качестве модельной жидкости выбрана вода, в качестве
газа вытеснения — молекулярный азот. Все значения давления и
объемов в начальный момент для трех баков различались и составля-
ли 15·10
5
, 10·10
5
и 2·10
5
и 160, 90 и 10 л соответственно. Процессы
изменения объема газа в газовых полостях полагали изотермически-
ми с температурой
Т
= 293 K. Шаг расчета по времени равен 1 с. Це-
лью расчета являлись верификация и оценка применимости предла-
гаемых соотношений модели.
На рис. 2,
а
представлены результаты расчета изменения объемов
жидкости в каждом из баков, на рис. 2,
б
— изменения давлений в
газовых полостях баков.