Материал: Ракетно-космическая техника и технология 2015. тез. докл. Российской науч.- техн. конф., посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года. Федеральное космическое агентство

Давление и температуру газовой смеси перед дроссельной шайбой ДРН1 контролируют датчик давления ДД1 (МД-60ТС) и датчик температуры ДТС1 (ТТ149). Отбор сбросового газа после мембраны на химический анализ осуществляется через вентиль ВН1.

Экспериментальный диффузионный фильтр включает: фильтрующий узел; титановый фильтрующий элемент с покрытием палладия; корпус; гибкие шины подачи напряжения на фильтрующий элемент; изоляционные уплотнения; источник постоянного тока.

Принципиальная схема экспериментальной установки с диффузионным фильтром для выделения водорода из смеси газов

Принцип работы фильтра заключается в следующем: фильтруемая газовая смесь поступает через входной штуцер в полость диффузионного фильтра. Нагрев фильтрующего элемента осуществляется постоянным электрическим током. В качестве фильтрующего элемента предлагается использовать титановую

80

трубку с покрытием палладия толщиной 0,3 мкм. Палладиевое покрытие проницаемо для водорода и служит как катализатор для деструкции молекул водорода до атомарного состояния.

Выделенный водород после охлаждения в теплообменнике АТ2 до температуры 25-500С поступает на компрессор и далее к потребителю.

Преимуществами предлагаемой энергетической установки на основе новой конструкции диффузионного фильтра являются:

низкие энергозатраты по сравнению с другими способами выделения водорода из газовой смеси.

возможность регулирования и поддержания заданной температуры смеси газов;

возможность исследования процесса фильтрации водорода на разных материалах фильтрующего элемента;

простота конструкции фильтра;

применение сравнительно дешевых конструкционных материалов и невысокая трудоемкость изготовления.

Литература

1.Степанов А.В. Получение водорода и водородосодержащих газов / - Киев: Наук.думка, 1982. - 312с.

2.Ильичев В.А./В.А.Ильичев, Н.Н.Седов. Математическое описание окислительной конверсии метана при разработке промышленного производства

водорода плазмохимическим методом//Научно-технический юбилейный сборник 1958-2008г.г. Воронеж, 2008. - 374с. С.207-208.

3.А.Н. Плановский, В.М. Рамм, С.З. Каган. Процессы и аппараты химической технологии, 3-е изд., М: Химия, 1966 г. - 831с. С 657

4.Справочник азотчика: Физико-химические свойства газов

ижидкостей. Производство технологических газов и жидкостей. Очистка технологических газов. Синтез аммиака. – 2-е изд., перераб., М.: Химия, 1986 г. –512с.

81

УДК 621.454.2

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ МОДЕЛЕЙ С БОЛЬШИМ ЧИСЛОМ СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ

ПРИ РАСЧЁТНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ОТКЛИКА ВЫСОТНОГО ЖРД НА ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ НАЗЕМНОМ ИСПЫТАНИИ ДВИГАТЕЛЯ

С.О. Лихачев, ВГТУ, студент группы РД-111,тел. +7-(952)-102- 1292 С.А. Тарасов, ВГТУ, студент группы РД-111, тел. 8-900-300-9428

А.А. Козлов, КБХА

В данной работе рассматривается проблема испытания высотного двигателя в земных условиях без газодинамической трубы под воздействием атмосферного давления.

Вследствие этого возникают скачки уплотнения, приводящие к увеличению давления у стенок сопла с 0,25 атм до 0,95 атм . Увеличение давления приводит к отрыву газового потока от стенки сопла. В результате образуется зона отрывного течения с пониженным давлением, в которую поступает атмосферный воздух. Схематическое пояснения возникновения скачка уплотнения приведено на рисунке 1 и 2. Течение газа у стенки сопла в зоне скачка уплотнения и зоне отрывного течения носит пульсационный характер.

Рис.1. Схематическое пояснения возникновения скачка уплотнения

82

Рис.2. Скачки уплотнения в сверхзвуковом сопле

Так как при огневых испытаниях зафиксированы случаи пониженного ресурса в межрубашечной системе охлаждения, возникла необходимость оценки влияния пульсаций давления в зоне отрыва на ресурс камеры в опасных местах.

Для этого построили конечно-элементную модель используя

SIMULIA/Abaqus 6.9, для расчётов - SIMULIA/Abaqus 6.10. Т.к.

особый интерес представлял отклик конструкции на стыке холодной стенки и рёбер межрубашечной системы охлаждения, модель составлялась из Solid-элементов. Размер расчётной модели: число элементов: 2 831 857, число степеней свободы: 7 362 475, Minimummemoryrequired: 7 271 Мб .

В результате расчётов были получены динамические характеристики ЖРД: собственные формы и собственные частоты, были разработаны подробные конечно-элементные модели ЖРД, были определены динамические характеристики ЖРД при различных вариантах раскрепления двигателя на экспериментальном стенде. Далее провели расчётные исследования отклика конструкции двигателя на воздействие динамической

83

боковой нагрузки, связанной с испытаниями двигателя в наземных условиях.

Выявлено, что спектральная плотность отклика конструкции на полностью нескоррелированное воздействие на 2 порядка меньше, чем отклик на скоррелированное воздействие, при этом форма отклика на скоррелированное воздействие, так и восстановленная амплитуда переменного давления на скачке уплотнения, ближе к экспериментальным данным, чем форма отклика и амплитуда для полностью нескоррелированного воздействия.

Литература

1.Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа — Москва, 1960. — 676 c.

2.Дейч М.Е., Техническая газодинамика. - М.: Госэнергоиздат.1961г,-669с.

3.Прохоров А. М. Физическая энциклопедия. - М: Большая Российская Энциклопедия т.5,1998.

УДК 681.518.54

РАСЧЁТНЫЕ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫЕ ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОКАМЕРНОГО ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ С ДОЖИГАНИЕМ ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА ДЛЯ АНАЛИЗА ПРОДОЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ РАКЕТЫ

И.А. Музалёв, АО КБХА, аспирант, начальник группы, тел. 8-904- 214-56-57, e-mail: cadb1961@rambler.ru

Г.И. Скоморохов, ВГТУ, д-р техн. наук, проф., тел. (473) 234-64- 84, e-mail: gisk46@mail.ru

Исходной информацией для анализа продольной устойчивости ракеты служат амплитудно-фазовые частотные характеристики (АФЧХ) жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) таких параметров

84