Диссертация (Углеводородное горючее на основе керосина с присадками для повышения энергетической эффективности ЖРД), страница 15

Соотношение компонентов. Для проводимых опытов соотношение km былосильно заниженным (~ 2 против 7 - стехиометрического соотношения для парыВПВ+керосин). Однако, это является отрицательным показателем для данноготоплива с концентрацией ПГ 15%, так как для работы двигателя на разныхрежимахвоспламенениедолжнопроисходитьвширокихдиапазонахсоотношения компонентов. Решением может быть незначительное увеличениеконцентрации добавки и расширение границ воспламеняемости.4.4 Выводы по главеВ ходе исследований нового углеводородного горючего удалось достичьследующих результатов:1.Проведено большое количество лабораторныхэкспериментовпосамовоспламенению, а также создана установка для проведения огневыхиспытаний в условиях, приближенных к реальным двигателям.

Полученонадежное самовоспламенение исследуемых образцов топлива.2. По результатам проведенных экспериментов выявлен нижний пределконцентрации добавки, при которой происходит надежное самовоспламенение(≈15%) и время задержки воспламенения в зависимости от скорости впрыска ватмосферных условиях, а также в инертной и окислительной средах.3. Произведенный термодинамический расчет показывает, что в составепродуктов сгорания хоть и есть токсичные вещества, но их количество мало и онине будут оказывать столь сильного влияния на окружающую среду и организмчеловека, как продукты сгорания топлив, содержащих токсичные компоненты.Кроме того, эксплуатационные показатели, что важно, делают пару керосин+ВПВболее привлекательной.1054. По результатам расчетов в виду незначительного содержания добавкикатализатора в горючем изменениями удельного импульса можно пренебречь исказать, что его уровень сопоставим с удельным импульсом двигателей,работающих на экологически чистых компонентах.106ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.Анализ выполненных к настоящему времени работ по введениюдобавок ПИБ к керосину убедительно показывает целесообразность ихиспользования в ЖРД различных схемных решений для форсирования двигателяпо тяге постоянной температуре генераторного газа либо снижения температурыгенераторного газа при постоянном значении тяги.Для более сложных течений керосина с добавками ПИБ в элементах ПГСдвигателей (фильтрах, центробежных форсунках и др.) целесообразно проведениедополнительных экспериментов для качественного и количественного объяснениямеханизмов гидравлических потерь.2.Выполнено исследование физико-химических свойств нафтила сдобавками ПИБ различной концентрации (0,01 - 0,1% масс.): вязкости,теплопроводности, теплоемкости, поверхностного натяжения и др.

Показано, чтоосновные свойства и эксплуатационные показатели нафтила с ПИБ идентичнысвойствам чистого нафтила. Количество фактических смол, нерастворимых ирастворимых в горючем несколько увеличивается за счет добавок, однаконаходятсявпределах,установленныхТУ38.001244-81.Целесообразнорассмотреть вопрос корректировки норм для топлива с ПИБ.3.Выполнено исследование влияния добавки ПИБ на распыливаниекеросина центробежными форсунками с геометрическими характеристикамиА=0,9; 1,27; 1,37 и диаметрами выходных сопел 0,5; 0,7; 1,5 мм.

соответственно.Установлено, что коэффициент расхода центробежной форсунки увеличиваетсядля небольших степеней закрытия форсунки для горючего с ПИБ, распылухудшается, уменьшается угол факела распыливания, увеличиваются осевыескорости. Для форсунки с диаметром сопла 0,5 мм. повышение концентрацииполимера в керосине приводит к возрастанию перепада давления на форсунке.4.Установлено, что для газогенераторного режима работы ЖРД МТ200Н (α ≈ 0,2) добавка полимера ПИБ не оказывает влияния на полноту сгораниятоплива. Различия в полученных показаниях φβ не превышают 0,5%, что лежит в107пределах погрешности измерений.

Применительно к завесному охлаждениювведение ПИБ приводит к снижению суммарных тепловых потоков в стенкукамеры сгорания.5.В результате большого количества лабораторных экспериментовполучено самовоспламенение топливной пары ВПВ+керосин с пирофорнымидобавкамитриэтилалюминияитриэтилбора.Выявленнижнийпределконцентрации энергетической добавки к керосину (≈15%), при которомпроисходитнадежноевоспламененияватмосферныхусловиях.Такжеисследовано влияние инертной и окислительной сред на воспламенение и егозадержку.

По результатам термодинамических расчетов установлено, что влияниедобавки-катализатора на удельный импульс незначительно, а в составе продуктовсгорания практически отсутствуют токсичные вещества.108Список сокращенийАТ - азотный тетроксидГСО - геостационарная орбитаЖВ - жидкий водородЖК - жидкий кислородЖРД - жидкостной ракетный двигательКРТ - компонент ракетного топливаКС - камера сгоранияКТ - компонент топливаНДМГ - несимметричный диметилгидразинНОО - низкая околоземная орбитаПГ - полезный грузПИБ - полиизобутиленРН - ракета-носительСПГ - сжиженный природный газТНА - турбонасосный агрегат109СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. Сарнер С., Химия ракетных топлив, М.: Мир, 1969.

- 488 с.2. Синярев Г.Б., Добровольский М.В., Жидкостные ракетные двигатели,Москва - 1955г.3. Азов В., Воронцов Д., Последний бой углеводородов? НовостиКосмонавтики, 2008, том 18, №2(301), стр. 44-46.4. Семенов Ю.П., Лопота В.А., Ракетно-космическая корпорация "Энергия"имени С.П.Королёва. На рубеже двух веков 1996-2001. стр.693-694.5. Яновский Л.С., Энергоёмкие горючие для авиационных и ракетныхдвигателей, Москва, - 2008г.6. Завьялов В.С., О работе в КБХМ им. А.М.Исаева и не только об этом,глава 11, тема 9 "нир "Омар", - 2012.7.Научно-производственныйжурнал«НанотехнологииЭкологияПроизводство», №5(12), сентябрь 2011.8.

Чванов В.К., Фатуев И.Ю., Гапонов В.Д. Доклад о перспективныхразрабоках и направлениях ОАО «НПО Энергомаш», II международныйавиационно-космический форум, Самаре, 28-30.06.2011г.9. Томс Б.А, Некоторые наблюдения потока растворов линейных полимеровв прямых трубах при больших числах Рейнольдса, Труды 1-го Международногоконгресса по реологии, Амстердам, 11, 135-141, 1948.10. Чичерин И.А., Разработка метода расчета характеристик вязкоготурбулентного течения жидкости около корпуса судна при наличии отрывныхявлений, диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук,Санкт-Петербург, 1999.11. Фэбула А.Г. Использование снижения сопротивления при течениирастворов полимеров в противопожарной технике // Теоретические основы инж.расчетов.-1971.

- №3. - С.109.12. Несын Г.В., Манжай В.Н., Полякова Н.М. и др. О новой технологииочистки резервуаров от донных отложений // Трубопроводный транспорт нефти.1997.- №1.-С.16-17.11013. Грязнов И.М., Кудин A.M. Исследование износа стали струейразбавленных водных растворов высокополимеров // Инж.-физ. журн.-1973.- Т.25,№6.- С.1059 -1063.14. Кудин A.M., Баренблатт Г.И., Калашников В.И. и др. О разрушенииметаллическогопрепятствия струей разбавленного полимерного раствора// Инж.физ. журн.-1973.- Т.25,№6.-С.1090-1094.15. Хойт Д.У. Влияние добавок на сопротивление трения в жидкости.//Теорет. основы инженерных расчетов. -1972.

- №2.- С.1 - 31.16. Ганнушкина И.В. О "выгодных" гемодинамических реакциях всоответствии с эффектом Томса // Материалы 22-го Симпозиума по реологии.ИНХС РАН, г. Валдай.- 2004.- С.3117. Конорова И.Л., Ганнушкина И.В. Взаимодействие клеток крови в потокев условиях эффекта Томса // Материалы 22-го Симпозиума по реологии. ИНХСРАН.

г.Валдай. 2004.- С.70.18. Силаш А.П. Добыча и транспорт нефти.-М.: Недра.-1980.19. Белоусов Ю.П., Противотурбулентные присадки для углеводородныхжидкостей.- Наука, 1986.-144с.20. Мастобаев Б.Н., Дмитриева Т.В., Мовсумзаде Э.М. История создания ипроизводства химических реагентов для транспорта нефти и нефтепродуктов.

//Нефтяное хозяйство. -2000.-№11.-С.107-108.21. Смолл СР. Добавки, снижающие сопротивление течения в трубопроводах// Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. - 1983.- №6.- С.58-60.22. Мут Ч., Монахен М., Песето Л. Применение специальных присадок сцелью снижения затрат по эксплуатации трубопроводов// Нефть, газ инефтехимия за рубежом.

— 1986.- Ж7.-С.60-62.23. Мастобаев Б.Н., Шаммазов A.M., Мовсумзаде Э.М. Химические средстваи технологии в трубопроводном транспорте нефти. - М.: Химия.-2002.-295с.24. Гареев М.М., Несын Г.В., Манжай В.Н. Результаты ввода в поток нефтиприсадки для снижения гидравлического сопротивления // Нефтяное хозяйство.1992.-№10.-С30 -3111125. Манжай В.Н., Илюшников А.В., Гареев М.М., Несын Г.В.

Лабораторныеисследования и промышленные испытания полимерной добавки для сниженияэнергетических затрат на магистральном нефтепроводе // Инж.-физ. журнал.993.-Т.65, №5.-С.515-517.26. Несын Г.В., Манжай В.Н., Попов Е.А. и др. Эксперимент по снижениюгидродинамического сопротивления нефти на магистральном трубопроводеТихорецк-Новороссийск // Трубопроводный транспорт. 1993.-№4.-С.28-30.27.

Несын Г.В., Полякова Н.М., Манжай В.Н. и др. Промьппленныеиспытания полимерной добавки "Виол"// Нефтяное хозяйство. 1995.- № 5/6.- С.81- 82.28. Несын Г.В., Сулейманова Ю.В., Полубоярцев Д.С. Антитурбулентныеприсадкидляувеличенияпропускнойспособностинефтепроводов//2-яВсероссийская науч.-практ. конференция. Разработка, производство и применениехимических реагентов в нефтяной и газовой промышленности. РГУ нефти и газаим И.М.Губкина. Москва. 25-26 октября 2004.29.

Несын Г.В., Сулейманова Ю.В., Полякова Н.М. Полимеры высших аолефинов как добавки, увеличивающие пропускную способность трубопроводов//Материалы 23-го Симпозиума по реологии. ИНХС РАН. г.Валдай. 21-26 июня2006.-С.89.30. Чванов В.К., Фатуев И.Ю., Гапонов В.Д., Стернин Л.Е. Улучшениехарактеристик ракет-носителей при добавлении к топливу высокомолекулярныхприсадок // Двигатель.