Применение законов сохранения в интегральной форме для анализа теплофизических процессов в криогенном баке при выработке топлива

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Теоретически исследуются процессы, протекающие в криогенной емкости при отборе из нее жидкости с одновременным наддувом подогретыми парами жидкости. Получена система уравнений, связывающая основные интегральные характеристики процесса. Рассмотрены режим отсутствия межфазного теплообмена и предельный режим межфазного теплообмена.

About the authors

S. G. Cherkasov

AO GNC RF 'Research Center named after M.V. Keldysh' (AO GNC 'Keldysh Center'), Moscow, Russia

Moscow, Russia

A. O. Gorodnov

AO GNC RF 'Research Center named after M.V. Keldysh' (AO GNC 'Keldysh Center'), Moscow, Russia

Moscow, Russia

L. A. Moiseeva

AO GNC RF 'Research Center named after M.V. Keldysh' (AO GNC 'Keldysh Center'), Moscow, Russia

Email: lida.moiseeva@mail.ru
Moscow, Russia

S. V. Petrova

AO GNC RF 'Research Center named after M.V. Keldysh' (AO GNC 'Keldysh Center'), Moscow, Russia; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Moscow, Russia

Moscow, Russia; Moscow, Russia

References

  1. Беляев Н.М. Расчет пневмогидравлических систем ракет. М.: Машиностроение, 1983. 219 с.
  2. Братухин А.Г., Разносчиков В.В., Яновский Л.С., Загуменнов В.В., Стрелец Д.Ю. Химмотологический анализ и методика проектирования авиационных криогенных топливных систем самолетов // Наука и технологии в промышленности. 2012. № 4. С. 72.
  3. Разносчиков В.В., Загуменнов В.В., Демская И.А. Теплогидравлическая оптимизация авиационной криогенной топливной системы, использующей переохлажденный пропан // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4(40). С. 26.
  4. Асланов А.Р., Стольников А.М., Разносчиков В.В. Исследование теплового состояния криогенного топливного бака при колебаниях «зеркала» жидкого топлива // Вестник Моск. авиац. ин-та. 2020. Т. 27. № 3. С. 126.
  5. Беляков В.П. Криогенная техника и технология. М.: Энергоиздат, 1982. 272 с.
  6. Филин Н.В., Буланов А.Б. Жидкостные криогенные системы. М.: Машиностроение, 1985. 245 с.
  7. Кириченко Ю.А. К расчету температурного расслоения заполненных жидкостью замкнутых емкостей при постоянной плотности теплового потока на оболочке // ИФЖ. 1978. Т. 34. С. 5.
  8. Лукьянова Э.А., Федоров В.И. Обеспечение тепловых режимов криогенных компонентов топлива при подготовке изделия на стартовом комплексе и в полете // Ракетно-космическая техника. Тр. РКК «Энергия». 2000. Сер. 12. Вып. 1–2. С. 51.
  9. Смоленцев А.А., Соколов Б.А., Туманин Е.Н. Длительное хранение жидкого кислорода в баке объединенной двигательной установки орбитального корабля «Буран» // Космическая техника и технологии. 2013. № 3. С. 46.
  10. Бершадский В.А., Петров В.И., Соколов Б.А. и др. Способы регулирования теплового состояния криогенного топлива в баках двигательной установки при предстартовых операциях // Изв. РАН. Энергетика. 2017. № 4. С. 95.
  11. Черкасов С.Г., Лаптев И.В., Городнов А.О. Термодинамическая модель процессов в криогенных топливных баках // Космическая техника и технологии. 2020. № 2(29). С. 50.
  12. Черкасов С.Г., Васютичев А.С., Моисеева Л.А. и др. Приближенное аналитическое решение задачи о вспухании криогенного топлива при дренаже бака в условиях невесомости // Тепловые процессы в технике. 2021. Т. 13. № 1. С. 2.
  13. Диесперов Н.В., Черкасов С.Г. Оценка времени снижения температуры криогенного компонента топлива путем объемного кипения в баках ракет-носителей и разгонных блоков при наземной подготовке к запуску // Космическая техника и технологии. 2022. № 2(37). С. 38.
  14. Belyaev A.Yu., Ivanov A.V., Egorov S.D. et al. Pathways to Solve the Problem of Cryogenic Rocket Propellant Long Storage in Space // Proc. Int. Aerospace Congress. Moscow, Russia, August 15–19. 1994. V. 1. P. 558.
  15. Полежаев В.И. Конвективное взаимодействие в цилиндрическом сосуде, частично заполненном жидкостью, при подводе тепла к боковой и свободной поверхностям и дну // Изв. АН СССР. МЖГ. 1972. № 4. С. 77.
  16. Вальциферов Ю.В., Полежаев В.И. Конвективный теплообмен в замкнутом осесимметричном сосуде с криволинейной образующей при наличии поверхности раздела фаз и фазовых переходов // Изв. АН СССР. МЖГ. 1975. № 6. С. 126.
  17. Ананьев А.А., Миронов В.В., Моисеева Л.А. и др. Анизотропное влияние естественной конвекции на температурное расслоение в емкости при наличии устойчивой температурной стратификации // Изв. РАН. МЖГ. 2015. № 5. С. 96.
  18. Черкасов С.Г. Естественная конвекция в вертикальном цилиндрическом сосуде при подводе тепла к боковой и свободной поверхностям // Изв. АН СССР. МЖГ. 1984. № 6. С. 51.
  19. Черкасов С.Г. Квазистационарный режим конвекции в вертикальном цилиндрическом сосуде // Изв. АН СССР. МЖГ. 1986. № 1. С. 146.
  20. Черкасов С.Г. Естественная конвекция и температурная стратификация в криогенном топливном баке в условиях микрогравитации // Изв. РАН. МЖГ. 1994. № 5. С. 142.
  21. Моисеева Л.А., Черкасов С.Г. Теоретическое исследование влияния теплопроводности стенки на процессы свободноконвективного теплообмена в вертикальной цилиндрической емкости // ТВТ. 2002. Т. 40. № 3. С. 485.
  22. Черкасов С.Г., Ананьев А.В., Миронов В.В. и др. Температурное расслоение в вертикальной цилиндрической емкости с турбулентным свободно-конвективным пограничным слоем // Изв. РАН. Энергетика. 2016. № 4. С. 137.
  23. Черкасов С.Г., Ананьев А.В., Моисеева Л.А. Особенности пристеночной свободной конвекции в стратифицированной по температуре среде // ТВТ. 2017. Т. 55. № 3. С. 410.
  24. Солдатов Е.С. Численное исследование нестационарного тепломассообмена в криогенном резервуаре долговременного хранения с подвижной границей раздела фаз // Вестник Тюменск. гос. ун-та. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2019. Т. 5. № 2. С. 148.
  25. Солдатов Е.С. Вычислительный алгоритм прогнозирования времени бездренажного хранения криопродуктов в стационарных и транспортных сосудах // Научные ведомости Белгородск. гос. ун-та. Сер. Экономика. Информатика. 2019. Т. 46. № 3. С. 485.
  26. Солдатов Е.С. Моделирование процессов тепломассообмена в криогенном резервуаре долговременного хранения сжиженного природного газа // Научные ведомости Белгородск. гос. ун-та. Сер. Экономика. Информатика. 2019. Т. 46. № 1. С. 92.
  27. Городнов А.О. Математическое моделирование сопряженной естественной конвекции в паре и жидкости при бездренажном хранении криогенных компонентов топлива // Матем. моделирование и численные методы. 2020. № 3(27). С. 47.
  28. Полежаев В.И., Бунэ А.В., Верезуб Н.А. и др. Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье–Стокса. М.: Наука, 1987. 272 с.
  29. Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Внутренние течения газовых смесей. М.: Наука, 1989. 368 с.
  30. Черкасов С.Г. О некоторых особенностях описания тепловых и динамических процессов в газах в приближении гомобаричности // ТВТ. 2010. Т. 48. № 3. С. 444.
  31. Амирханян Н.В., Черкасов С.Г. Теоретический анализ и методика расчета теплофизических процессов, протекающих в криогенной емкости в режиме бездренажного хранения // ТВТ. 2001. Т. 39. № 6. С. 970.
  32. Черкасов С.Г., Миронов В.В., Миронова Н.А. и др. Метод расчета скорости роста давления при бездренажном хранении жидкого водорода в емкостях // Изв. РАН. Энергетика. 2012. № 4. С. 155.
  33. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1. М.: Наука, 1976. 584 с.
  34. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».