Характеристики охлаждения ракетного топлива жидким азотом в емкостях наземных комплексов с теплообменной рубашкой
Опубликовано: 21.03.2022
Авторы: Александров А.А., Бармин И.В., Денисова К.И., Золин А.В., Павлов С.К., Чугунков В.В.
Опубликовано в выпуске: #3(123)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-3-2163
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Наземные комплексы, стартовое оборудование, эксплуатация летательных аппаратов
На основе разработанных методик расчета и численного моделирования процессов теплообмена в емкостях наземных комплексов, оборудованных теплообменной рубашкой, получены характеристики охлаждения ракетного топлива с использованием жидкого азота, которым осуществляется барботаж антифриза в полостях теплообменной рубашки. Приведены данные по оценке эффективности охлаждения ракетного топлива в зависимости от массового расхода жидкого азота для различных вариантов организации перемешивания топлива в емкости-хранилище в процессе охлаждения.
Литература
[1] Золин А.В., Чугунков В.В. Методика анализа теплообменных процессов компонентов ракетного топлива при выполнении операции заправки топливных баков ракеты на стартовом комплексе. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2012, № 12, с. 8–12.
[2] Удовик И.С., Золин А.В. Обоснование выбора точек подвеса транспортно-установочной тележки канатами механизма подъема на стартовых комплексах. Инженерный журнал: наука и инновации, 2020, вып. 7 (103), с. 7. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2020-7-1998
[3] Матвеева О.П., Романяк А.Ю., Удовик И.С. Анализ вариантов сокращения энергопотребления в процессах поддержания тепловых режимов космических аппаратов на стартовых комплексах. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 12 (96). http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-12-1942
[4] Сова А.Н., Воробьев Е.В., Денисов О.Е., Макаренко М.В. Научно-методический подход к анализу риска возникновения нештатных ситуаций при транспортировке компонентов ракетного топлива. Двойные технологии, 2019, № 3 (88), с. 19–22.
[5] Kozlov V.V., Shadrin V.S. Podchufarov A.A. Express analysis of technological processes of compression and drying of wet air at the stages of design and operation of compressor stations. AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2141, Art. no. 030029. DOI: 10.1063/1.5122079
[6] Игрицкий В.А., Игрицкая А.Ю., Зверев В.А. Методика выбора параметров приводов подъема установщиков и транспортно-установочных агрегатов ракет космического назначения. Инженерный журнал: наука и инновации, 2020, вып. 8. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2020-8-2005
[7] Igritskaia A.Yu., Igritsky V.A., Zverev V.A. Diagnostics of the launch system structures by analyzing the video footage of their motion. AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2171, Art. no. 110015 (2019). DOI: 10.1063/1.5133249
[8] Matveeva O., Romanyak A., Udovik I. Improving the processes of missile preparation at launch complexes on the basis of system design of interacting elements. AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2195, Art. no. 020067. DOI: 10.1063/1.5140167
[9] Александров А.А., Бармин И.В., Павлов С.К., Чугунков В.В. Результаты экспериментальных исследований процессов температурной подготовки углеводородного топлива с использованием теплообменника, размещенного в антифризе. Инженерный журнал: наука и инновации, 2019, вып. 1. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2019-1-1842
[10] Chugunkov V.V., Denisova K.I., Pavlov S.K. Effective models of using liquid nitrogen for cooling liquid media. AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2171, Art. no. 200002. DOI: 10.1063/1.5133360
[11] Chugunkov V.V., Denisova K.I. Fuel cooling with liquid nitrogen in a tank with a built-in heat exchanger. AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2318, Art. no. 100003. DOI: 10.1063/5.0036228
[12] Александров А.А., Бармин И.В., Денисова К.И., Чугунков В.В. Показатели эффективности охлаждения топлива с использованием жидкого азота в емкостях со встроенными теплообменниками. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып 3. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2021-3-2064
[13] Комлев Д.Е., Соловьев В.И. Охлаждение нафтила методом криогенного барботажа. Новости техники: сб. Москва, КБТМ, 2004, с.137–141.
[14] Золин А.В., Чугунков В.В. Моделирование процессов температурной подготовки ракетного горючего в системе заправки стартового комплекса. Аэрокосмический научный журнал, 2015, № 6, с. 27–38.
[15] Александров А.А., Бармин И.В., Золин А.В., Чугунков В.В. Анализ эффективности охлаждения углеводородного топлива с использованием жидкого азота и комбинации рекуперативных теплообменников. Инженерный журнал: наука и инновации, 2020, вып. 3. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2020-3-1965
[16] Александров А.А., Бармин И.В., Денисова К.И., Чугунков В.В. Инновационная модель применения жидкого азота для охлаждения ракетного топлива в емкостях заправочных систем наземных комплексов. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2017, № 3, с. 4–17.
[17] Денисов О.Е., Золин А.В., Чугунков В.В. Методика моделирования охлаждения компонентов ракетного топлива с применением жидкого азота и промежуточного теплоносителя. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 3, с. 145–161.
[18] Павлов С.К., Чугунков В.В. Математическая модель процесса температурной подготовки компонентов жидкого ракетного топлива с использованием теплообменника и теплоносителя, охлаждаемого жидким азотом. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 12, с. 136–150.
[19] Wen D.S., Chen H.S., Ding Y.L., Dearman P. Liquid nitrogen injection into water: Pressure build-up and heat transfer. Cryogenics, 2006, vol. 46, no. 10, рр. 740–748.
[20] Домашенко А.М., Блинова И.Д. Исследования тепломассообмена при сбросе криогенных продуктов в воду. Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2007, № 12, с. 17–19.
[21] Накоряков В.Е., Цой А.Н., Мезенцев И.В., Мелешкин А.В. Вскипание струи жидкого азота, инжектированного в воду. Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, 2013, № 1 (12), с. 260–264.
[22] Nakoryakov V.E., Tsoi A.N., Mezentsev I.V., Meleshkin A.V. Boiling-up of liquid nitrogen jet in water. Thermophysics and Aeromechanics, 2014, vol. 21, iss. 3, pр. 279–284.
[23] Накоряков В.Е., Цой А.Н., Мезенцев И.В., Мелешкин А.В. Экспериментальные исследования процесса инжекции жидкого азота в воду. Теплофизика и аэромеханика, 2014, № 3, с. 293–298.
[24] Александров А.А., Бармин И.В., Павлов С.К., Чугунков В.В. Исследование параметров теплообмена витого теплообменника в двухфазной среде. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2019, № 3, с. 22–33. DOI: 10.18698/1812-3368-2019-3-22-33