Чугунков Владимир Васильевич

С. 1-13

С. 27-38

Рассматривается аналитическая математическая модель термоэлектрического охлаждающего устройства с теплообменниками типа “жидкость-жидкость”, которое обеспечивает за счет потребления электрической энергии передачу теплоты c низкого температурного уровня на более высокий: от охлаждаемого жидкого теплоносителя к нагреваемому жидкому теплоносителю. Конструктивно данное устройство состоит из термоэлектрической сборки, представляющей собой пару изготовленных из прямоугольного профиля теплообменников, между которыми размещены термоэлектрические модули. Задача о вычислении распределения температур по сечению теплообменников сведена к задаче о распределении температур в эквивалентном ребре прямоугольного сечения, имеющей аналитическое решение. Для проверки результатов вычислений по предложенной модели использовано сравнение с результатами численного моделирования распределения температур в стенках теплообменников, изготовленных из алюминиевого сплава и нержавеющей стали. Приведенная методика расчета имеет аналитическое представление расчетных зависимостей, благодаря чему возможно выполнение широкого круга оптимизационных вычислений для определения конструктивных параметров охлаждающего устройства и анализа вариантов его применения для заданных условий функционирования.

С. 136-150

Рассмотрено построение заправочной системы сжиженного природного газа, исключающее возникновение режима ролловера и повышающее безопасность хранилища перспективного ракетного горючего на стартовом комплексе. Методы исключения режима ролловера при эксплуатации хранилищ СПГ в составе заправочного оборудования стартовых комплексов основаны на поддержании стабильного состава СПГ в хранилище и организации перемешивания топлива при выполнении операций пополнения заправочной системы новыми порциями топлива и при сливе его из топливных баков ракеты при отмене старта. Для поддержания стабильного состава СПГ при его хранении рассмотрено применение в хранилище заправочной системы испарителя-конденсатора, установленного в паровом пространстве резервуара, с помощью которого осуществляется конденсация метана в паровом пространстве хранилища.

Безопасность и экология при эксплуатации оборудования наземных комплексов являются одним из определяющих критериев для выбора компонента ракетного топлива. Сжиженный природный газ (СПГ), имеющий ряд преимуществ перед ракетным керосином, обладает специфической особенностью его хранения – возможностью возникновения явления ролловера. В настоящее время РФ не обладает достаточной экспериментальной базой о СПГ для моделирования разнообразных процессов, в том числе и ролловера. Исходные данные для моделирования взяты из различных источников, достоверность которых вызывает сомнение. Для подтверждения соответствия данных, результаты моделирования сравнены с экспериментальными данными.

Охлаждение высококипящих компонентов ракетного топлива необходимо для увеличения их плотности и создания запаса холода для компенсации нагрева во время проведения заправочных и последующих операций предстартовой подготовки ракет космического назначения. Жидкий азот – доступный и экологически чистый продукт, который может быть эффективно использован в качестве источника холода в системах подготовки ракетного топлива. Системы охлаждения с применением жидкого азота, промежуточного теплоносителя и теплообменника используются для температурной подготовки высококипящих компонентов с относительно высокой температурой кристаллизации. Принцип работы подобных систем основан на криогенном барботаже теплоносителя жидким азотом и охлаждении компонента ракетного топлива с помощью рекуперативного теплообменника. Рассматривается методика и результаты моделирования работы данных систем.

Представлены результаты теоретических исследований тепло- и массообменных процессов в аппаратах, применимых для выполнения операций охлаждения и обезвоживания углеводородного горючего на стартовом и техническом комплексе космодрома. По результатам исследований построена рациональная схема системы подготовки углеводородного горючего по температуре и влагосодержанию с использованием емкостей хранения и накопительных емкостей, барботажных аппаратов подготовки горючего по влагосодержанию и температуре с использованием холода жидкого азота и холода образующегося при испарении жидкого азота газообразного азота в контактном теплообменнике. Указаны преимущества предложенной системы перед системами, основанными на использовании парокомпрессионных холодильных машин.