ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВОДОРОДОМ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОПИТАНИЯ ОРБИТАЛЬНОГО КОРАБЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.18198/j.ind.gases.2014.0747Ключевые слова:
Жидкий водород, Криососуд, Электрохимический генератор, Система энергопитания орбитального корабля, Сверхкритическое давление водорода, Изохорный процесс, Эвакуация водорода из криобаковАннотация
Системы энергопитания орбитальных кораблей целесообразно создавать на основе водородокислородных электрохимических генераторов, которые во время полёта производят электроэнергию и воду. Вся совокупность процессов, реализуемых в системе хранения, подготовки и выдачи водорода, может быть представлена в виде трёх основных этапов: предполётная заправка бортовых криобаков водородом с последующим переводом его в жидкое состояние при сверхкритическом давлении; отбор из криобаков однофазного водорода с выполнением процедур поддержания постоянного давления; эвакуация водорода из криобаков в наземные стационарные и транспортные системы хранения. Рассматриваются термодинамические особенности процессов, которые осуществляются в пределах каждого из указанных этапов. Показано, что перевод двухфазного водорода, заправленного в криобаки, в однофазное жидкое состояние со сверхкритическим давлением производится в изохорном процессе в результате подвода к нему тепла. Получены дифференциальные уравнения, описывающие термодинамические параметры водорода, находящегося в криобаке, из которого непрерывно отбирается часть продукта. Численное решение уравнений позволяет найти, каким должен быть повод тепла к криобаку для поддержания в нём постоянного давления водорода. Из анализа процессов эвакуации водорода из криобаков на стартовом или посадочном комплексах орбитального корабля установлено, что часть водорода в виде жидкости может быть выдана из криобаков в систему его наземного хранения.
Библиографические ссылки
Lidorenko N.S., Muchnik G.F. (1982). Electrochemical generators. — М.: Energoizdat. — 448 p. (Rus.).
Semyonov Yu.P., Lozino-Lozinskiy G.E., Lapyigin V.L. et al. (1995). The orbital shuttlecraft «Buran». — М.: Mashinostroenie. — 448 p. (Rus.).
Zashlyapin R.A., Pavlenko S.T., Cheremnyih O.Ya. (2007). Сreation of transport and stationaly means for delivery, long storage and refuelling by especially pure hydrogen and oxygen of tanks of power supplly system of orbital ship «Buran»// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 5. — P. 14-20. (Rus.).
Zashlyapin R.A., Pavlenko S.T., Cheremnyih O.Ya. (2007). Сreation of transport and stationaly facilities of refuelling by liquid hydrogen for moon orbital complex// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 4. — P. 15-20. (Rus.).
Cheremnyih O.Ya. (2012). Research of processes, the development of methods and means of gasification, storage of high purity hydrogen used as fuel in electrochemical generators// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 2. — P. 31-40. (Rus.).
Gelperin I.I., Ilinskiy A.A., Almazov O.A., Adugin I.A. (1980). Liquid hydrogen. — М.: Chemistry.— 228 p. (Rus.).
Vishnev I.P., Pronko V.G., Vagin E.V. et al. (1967). Cryogenics abroad// Series XM-6. — М.: TSINTIHIMNEFTEMASH. — 79 p. (Rus.).
Cheremnyih O.Ya. (2012). Analysis of the process of evacuation hydrogen at supercritical parameters from the tanks systems of energy supply orbital ship// Tekhnicheskie Gazy. [Industrial Gases]. — № 6. — P. 54-58. (Rus.).
Malkov M.P., Danilov I.B., Zeldovich A.G., Fradkov А.В. (1985). Handbook of physical and technical fundamentals of cryogenics/ Ed. M.P. Malkov. — М.: Energoatomizdat. — 432 p. (Rus.).
Kirillin V.A., Syichyov V.V., Sheyndlin A.E. (1983). Technical Thermodynamics. — М.: Energoatomizdat. — 416 p. (Rus.).
Perfilev Yu.P., Rakhmanov Zh.R., Cheremnyih O.Ya., Gnatyuk L.M. (1985). Thermodynamic analysis of the gasifier liquid hydrogen at supercritical parameters// Aerospace Technology. Launch facilities and technological equipment. — Series 3. — Issue 4. — P. 3-10. (Rus.).
Gumerov F., Yarullin R. (2008). Supercritical fluids and SCF-technologies// The Chemical Journal. — № 10. — P. 26-30. (Rus.).
Загрузки
Выпуск
Раздел
Лицензия
ЛИЦЕНЗИОННЫЙ ДОГОВОР
После приёма статьи к публикации редакция согласно требованиям наукометрических баз каждому из авторов направляет лицензионный договор об уступке и передаче в управление авторских прав. Подписи автора (авторов) желательно скрепить печатью отдела кадров учреждения, в котором работает автор (авторы), или печатью факультета.
Редакция отсылает авторам одну верстку для корректуры. Допустимы лишь те исправления, которые приводят верстку в соответствие с исходным текстом статьи. Внесение существенных изменений не допускается. Верстку следует выслать в редакцию в течение суток с момента получения.
