Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Тепловые режимы электролизной системы генерации кислорода для экипажей космических аппаратов Прошкин, Владимир Юрьевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Прошкин, Владимир Юрьевич. Тепловые режимы электролизной системы генерации кислорода для экипажей космических аппаратов : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.26.02 / Научно-исслед. и конструктор. ин-т химич. машиностроения.- Москва, 1998.- 22 с.: ил. РГБ ОД, 9 98-9/3139-6

Введение к работе

Актуальность темы. При создании электролизной системы генерации кислорода (СГК) тепловые режимы работы оказывают существенное влияние на характеристики физико-химических и технологических процессов, протекающих в системе и на выработку ресурса ее агрегатами. Улучшение массоэнергетических характеристик системы предопределяет необходимость увеличения тока питания, что требует анализа динамики тепловыделений, т.к. нарушение нормального теплового режима агрегатов может привести к их отказу. Температура СГК позволяет судить о соответствии условий ее функционирования штатному режиму работы и получать информацию об отказе или возникновении нештатной ситуации.

Размещение всех основных агрегатов (электролизера, блока холодильников, блока разделителей, жидкостной части буферной емкости, насосов и регулирующей аппаратуры) в герметичной капсуле, заполненной азотом при избыточном давлении, с целью обеспечения условий пожаро- и взрывобезопасности приводит к тому, что теплообмен протекает в "стесненных" условиях в присутствии всех механизмов теплопередачи: конвекции, кондукции и излучения. Дополнительные сложности для теплообмена создают условия микрогравитации на околоземной орбите.

В настоящий момент отсутствуют методики расчета тепловых режимов СГК. Математическое описание стационарных и нестационарных режимов функционирования системы не объединены в логическую систему, позволяющую проводить проектные исследования.

Разработка подобной методики необходима как для сопровождения эксплуатации СГК, так и для создания систем следующего поколения.

Цель исследования: создание методики анализа тепловых режимов системы генерации кислорода на основе имитационной модели для проведения проектных исследований и анализа функционирования в штатных и

нештатных режимах эксплуатации.

Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие основные задачи:

=> формирование формализованных описаний основных тепло- и мас-сообменных процессов, протекающих в агрегатах СГК (электролизная ячейка, электролизер, блок холодильников, блок разделителей и капсула);

=> разработка математической модели, описывающей тепловые режимы работы агрегатов системы с учетом параметров внешней окружающей среды и ее программная реализация;

=> проверка математической модели на адекватность на основе экспериментальных исследований эксплуатационно-технических параметров системы в натурных испытаниях;

=> выработка практических рекомендаций для проектирования и эксплуатации СГК на борту космического летательного аппарата. Научная новизна работы определяется:

=> разработкой и реализацией в программном обеспечении имитационной модели электролизной СГК, предназначенной для анализа тепловых режимов системы в штатных и нештатных условиях функционирования;

=> созданием комплексного формализованного описания СГК, учитывающего все тепловые связи системы, влияние окружающей среды и неуправляемый процесс электролиза в подводящих и отводящих коллекторах электролизера;

=> возможностью прогнозирования работы СГК в условиях микро-гравитации;

=> новыми экспериментальными данными по тепловым режимам функционирования системы, полученными на основе вычислительных и

натурных экспериментов. Практическая ценность работы заключается в предложенной методике анализа тепловых режимов системы при проектных исследованиях и сопровождении штатной эксплуатации и рекомендациях по конструктивному оформлению отдельных аппаратов.

Достоверность полученных результатов обеспечивается строгой математической постановкой задачи исследования, применением известных и апробированных численных методов при программной реализации и сопоставлением результатов вычислительных экспериментов с данными, полученными при проведении натурных испытаний.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались:

=> на 27 — Международной Конференции по Системам Сред Обитания.

Озеро Тахо, Невада, США. 1997 г.; => на 6"— Европейском Симпозиуме по Космическим Системам

Жизнеобеспечения. Нордвик, Нидерланды. 1997 г.; => на Научно - Техническом Совете НИИХИММАШа. Москва. 1998 г.; => на Научно - Техническом Семинаре кафедры № 607 Московского Государственного Авиационного Института (Технического Университета). Москва. 1998 г. Публикации. Основные результаты работы изложены в двух опубликованных статьях и шести научно-технических отчетах.

Реализация полученных результатов. Результаты работы внедрены в Отделении систем жизнеобеспечения НИИХИММАШа при выполнении НИ и ОКР по разработке и созданию системы генерации кислорода "Электрон-ВМ" и создании обобщенной методики для анализа функционирования системы при сопровождении эксплуатации в реальных условиях; а также в учебном процессе МАИ при подготовке инженеров по специальности 1311.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, трех приложений и содержит 186 стр., включая: 126 стр. текста, 16 таблиц, 72 рис.; список литературы включает 93 наименования.