7 / 11
Повышение эффективности системы охлаждения ракетного топлива…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1
2016 7
Наличие разности
2 a
( )
G
(см. рис. 2) является следствием до-
бавления в систему теплоемкостей антифриза и теплообменника, а
также тепловыделений от работы насоса в системе. Возрастание кри-
вой эффективности после достижения минимума связано с необхо-
димостью увеличения поверхностей теплообменника и массы анти-
фриза при увеличении расхода жидкого азота.
Проведенный анализ полученных результатов показывает, что
использование жидкого азота и теплообменника, размещаемого
непосредственно в резервуаре антифриза, повышает эффективность
процесса охлаждения топлива, оцениваемую по значению параметра
,
на 50…60 % по сравнению с другими технологиями охлаждения ра-
кетного топлива в теплообменниках при теплообмене с кипящим
жидким азотом. Предлагаемая технология охлаждения топлива [14]
по затратам жидкого азота только на 15…17 % уступает технологии
охлаждения при непосредственном вводе жидкого азота в резервуар
хранения КРТ методом криогенного барботажа. При этом разрабо-
танная технология охлаждения ракетного топлива применима к лю-
бым высококипящим КРТ в отличие от метода криогенного барбота-
жа, который применим только к ограниченным видам ракетного го-
рючего (керосину и нафтилу).
Заключение.
По результатам проведенного анализа расчетных и
экспериментальных данных наибольшей эффективностью охлажде-
ния обладает система, основанная на подаче жидкого азота непосред-
ственно в массу топлива в резервуаре его размещения с отводом об-
разующейся парогазовой азотно-топливной смеси в дренажную си-
стему наземного комплекса. При этом возможен унос летучих
фракций и насыщение ракетного топлива азотом, что требует после
охлаждения КРТ до требуемой температуры проведения операции
рассыщения топлива в целях удаления из него растворенного азота с
дополнительными затратами энергии, азота и времени. При барбота-
же топлива в полностью заполненном резервуаре возможен выброс
компонента вместе с парогазовой смесью в дренажную магистраль.
Данное обстоятельство ограничивает степень заполнения резервуара
топливом на уровне не более 70 % и требует создания большего по
объему хранилища для размещения требуемой массы компонента.
Практическое осуществление охлаждения КРТ при подаче жидкого
азота в массу топлива ограничено возможностью применения только
к углеводородному ракетному горючему, обладающему низкой тем-
пературой замерзания и относящемуся к нетоксичным и экологиче-
ски чистым КРТ.
Разработанная технология и система охлаждения ракетного топ-
лива с использованием теплообменника и антифриза, охлаждаемого
жидким азотом, при размещении теплообменника непосредственно в