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

Процессы тепло-массообмена при барботаже криогенной жидкости через ракетное топливо Сорокин, Сергей Сергеевич

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

Сорокин, Сергей Сергеевич. Процессы тепло-массообмена при барботаже криогенной жидкости через ракетное топливо : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.04.03 / МГТУ им. Н. Э. Баумана.- Москва, 1994.- 20 с.: ил. РГБ ОД, 9 94-1/4084-3

Введение к работе

Актуальность темы. Контактные тепломаооо-обменние аппараты (КГМА), обладая рядом неоспоримых преимуществ в сравнении с теплообменныш аппаратами других типов, находят все более широкое применение в различных отраслях промгаленнооти. Использование процесса барботажа в КГМА позволяет: исключить влияние термического сопротивления стенок; подучить развитую поверхность контакта фаз в единице объема; ооздавать простые и надежные конструкции, отличающиеся низкой металлоемкостью.-

Вместе с тем, дальнейшее расширение сферы применения КГМА сегодня сдерживается недостаточной изученностью как в теоретическом, так и в .экспериментальном отношении барботажа криогенной жидкости через слой высококипящего компонента. Барботаж данного типа существенно отличается от используемого в химической технологии механизмом.передачи тепла, обусловленным значительными перепадами температуры между взаимодействующими веществами.

Настоящая диссертационная работа посвящена развитию теоретических и экспериментальных исследований теплообмена одиночной капли криогенной жидкости,'всплывающей в слое высококипящей жяд-кооти, для целей создания промышленной установки охлаждения углеводородного топлива ракеты-носителя "Энергия" на космодроме Байконур.

Цель работы; интенсификация процесса охлаждения углеводородного ракетного топлива методом барботажа криогенной жидкости на-оонове Физических моделей процесса теплообмена в системе среда-паровой пузнрь-испаряющаяся капля криогенной жидкости.

Задачи исследования.

  1. Разработка и развитие совокупности теоретических моделей теплового взаимодействия дисперсной частицы низкокдадаей жидкости, всплывающей в слое высококипящей.

  2. Исследование определяющих факторов процесса.

  3. Эксперимэнгальяая проверка результатов теории, анализ и практические рекомендации.

Научная новизна работы.

В работе впервые:

  1. Исследована задача теплообмена дисперсной частицы с потоком жидкости в приближении теплового пограничного слоя и получены критериальные зависимости характерных режимных параметров о учетом влияния отклонения фирмы дисперсной частицы от идеальной сферы.

  2. Исследована задача теплообмена двухфазной дисперсной частицы с потоком жидкости в приближении пограничного слоя и получена зависимость для теплового сопротивления иа границе раздела фаз с учетом влияния теплового сопротивления пленочного кипения.

  3. Проведано экспериментальное исследование испарения неподвижной капли жодного азота ва поверхности керосина, получены значения безразмерного коэффициента теплопередачи при различной температуре последнего.

  4. Проведено эксперимента льнов исследование висоты зоны полного испарения капель жидкого азота, вспаивающих в слое керосина, при различной температуре топлива.

На защиту выносятся следующие положения. J. Механизм процесса теплообмена испаряющейся диспэроной частицы, всплывающей в слое высококипящей жидкости.

  1. Математические модели процесса, учитывающие несферичность подвижной капли, вызванной наличием пленки испарящейся жидкости на ее границе. Рассмотренные модели отличаются различной гидродинамической обстановкой вблизи капли в потоке и формой пленки кон-денойта.

  2. Математические модели процесоа, учитывающие пленочное кипение внутри подвижной двухфазной частицы.

4. Оценка влияния дополнительных факторов на интенсивность теплообмена:

а) аналитические решения задач кондуктивного тепломассообме
на на дранице раздела фаз;

б) численное решение задачи теплообмена неподвижной испаряю
щейся капли конечных размеров на плоской поверхности полуограки-
ченного пространства.

  1. Результаты экспериментального исследования теплопередачи к капле азота, неподвижно расположенной на поверхности керосина.

  2. Результаты экспериментального иооледованяя теплопередачи к свободно всплывающей капле жидкого азота в слое керосина.

Практическая ценность:

  1. Результаты работы расширяют представления о механизма процесса тепломассообмена при Сарботвже низкокипящей жидкости через слой высококипждей.

  2. Полученные расчетные зависимости могут быть рекомендованы для практического проектирования контактных тепломасоообмен-ных аппаратов рассматриваемого типа.

  3. Результаты работы позволили создать промышленную установку с интенсивным процессом охлаждения углеводородного топлива ракеты-носителя "онергия" на космодроме Байконур, использование которой привело к:

сокрая-зниг времени подготовки топлива к штатной работе с ракетной-нооителем с 30 часов до 0,5 часа;

снижение трудоемкости технологической операции примерно . в 3,4 раза;

значительному упрощению процесса подготовки топлива к заправке;

улучшению экологических показателей оистемы подготовки топлива за счет исключения из технологического процесса холодильных машин, рабочим веществом которых является фреон.

4. В результате работы виявлена оптимальная область изменения режимных параметров установки.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на Международной научно-практической конференции "Криогеника-9Іп в г.Москва. Материалы диссертации публиковались в журналах "Ракетно-космическая техника" (г.Сергиев Посад) и "Нефтяное и химическое машиностроение" (г.Москва).

По теме диссертации получен один патент Российской Федерации. .-,.

Объем диссертации.

Диссертационная работа оостоит из введеная, шести глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы. Объем работы 152 страниц. Количество иллюстраций 36. Библиография включает 61 наименование.