Определение начального уровня заполнения емкости шугообразным криопродуктом

10 / 13

А.В. Тарасова, Г.Н. Товарных
10 Инженерный журнал: наука и инновации # 2·2017
Используя соотношения (7)–(9), получим
2 0
ш 0 ж ш ж
sin 2
2 ( ),
2 1
β β∆  
π ρ β − − ρ = ρ − ρ
 
  + β∆
T
R ρ V V
T
или
2 2 2 0 ж
ш 0 ш
sin 2
2 2 .
2 1
  β ρ  
π ρ β − = π ρ −
   
  + β∆  
R ρ R ρ
T
Приведем полученное выражение к виду
0
0
sin 2
0,
2
β
β − − =K
где ж
ш
1
1 .
1
  ρ
= π − 
ρ + β∆  
K
T
С учетом данных для водорода получим
0, 524; = K 0 56, 4 ; β = ° 0 0, 447. ξ =
Требуемый объем «газовой подушки» при этом составит
0 ж
0
ш
1
1 0,167.
1
ρ
= = − = =
ρ + β∆ π
V K
V
V T
Таким образом, при проектировании топливных баков торовой
формы с шугообразным криопродуктом необходимо предусмотреть
16, 7 % бака для «газовой подушки».
В ходе данной работы были получены соотношения, позволяю-
щие оценить начальную степень заполнения жидкой фазой и шугой
не только сферического и торового баков, но и бака любой формы,
при этом учитывалось изменение объема, занимаемого криопродук-
том, в результате плавления твердой фазы и теплового расширения
жидкой фазы. Полученные приближенные соотношения позволяют
провести оценку размеров требуемой «газовой подушки» при плав-
лении шугообразного криопродукта в емкости без детального расчета
температурных полей в области чистой жидкости. Данные результа-
ты можно использовать при проектировании топливных баков систем
долговременного хранения криогенных компонентов топлива.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Тарасова А.В., Товарных Г.Н. Приближенный метод расчета плавления
шугообразного криопродукта в сферической емкости. Инженерный жур-
нал: наука и инновации, 2015, вып. 4 (40).
URL: