Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Теоретическое исследование теплофизических процессов в криогенном топливном баке с учетом теплового взаимодействия паровых включений

А. С. Черкасова, студентка VI курса

Исследовательский центр им. М. В. Келдыша

При бездренажном хранении криогенного топлива в условиях длительного космического полета одним из наиболее важных элементов является прогнозирование скорости роста давления. Большинство методик рассматривает конфигурацию, состоящую из одной паровой подушки и жидкой фазы топлива. Однако в условиях невесомости количество и  расположение паровых включений может быть различным, тем самым существенно влияя на теплофизические процессы в топливных баках.

В работе исследуется влияние распределения паровых объемов на рост давления в баке на примере одномерной модели. Рассматривается бак цилиндрической формы, частично заполненный криогенной жидкостью, причем распределение паровых объемов может быть произвольным по высоте. К верхнему днищу бака подводится равномерный тепловой поток. Решается уравнение теплопроводности  для жидкости с граничным условием, полученным интегрированием уравнения энергии для пара. Данное граничное условие получено в общем виде в предположении равенства температуры пара температуре поверхности раздела фаз.

Проведено численное моделирование теплофизических процессов при различных конфигурациях паровой фазы, как то: одна подушка у верхнего или нижнего днища, две подушки с варьируемыми в широком диапазоне объемами на разных высотах и т. д. Расчеты проводились для различных уровней заполнения и величин внешнего теплового потока. Для оценки результатов было  произведено сравнение  данной методики с методикой, которая учитывает температурное расслоение в паре, описанной в [1]. Несмотря на то, что температура пара непосредственно вблизи днища, к которому подводится тепло, сильно отличается от температуры зеркала, рост температуры поверхности раздела фаз и, следовательно, давления в обеих методиках разнятся незначительно.

Получены результаты по эволюции давления и температуры, профили температуры в жидкой фазе, тепловые потоки в жидкость, расход пара на испарение. Из расчетных данных очевидно, что количество и конфигурация паровых включений сильно влияет на рост температуры и тем более давления в баке. Например, при разбиении подушки на несколько частей рост давления существенно замедляется. Таким образом, сделан вывод о  несомненном влиянии распределения паровой фазе в баке на его тепловой режим.

Литература

Черкасова А. С. Влияние отбора пара на тепловой режим криогенного топливного бака. XLIII научная  конференция Московского Физико-Технического Института, тезисы  докладов, с.33, 2000. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Москва, изд-во “Наука”, 1972.
Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика