Трушляков В.И. и др. Монография (818589), страница 35
Текст из файла (страница 35)
При температурах реакционной области 150-250 'С, скорость протеканиа многих химических реакций крайне мала, и за время пребывания паров в баке они не могут достигать своего равновесного значения. Следует заметить, что вероятносгь достижения равновесного процесса повышается при циркуляцнонном продуве продуктов взаимодействия через специальный реактор-дожигатель. Однако область температур 150-250 'С достаточна лишь для испарения остатков топлива и недостаточна для процесса разложения. При описании процессов взаимодействия необходимо учитывать кинетику протекания главного процесса взаимодействия паров окислителя с парами горю- чего, кинетику испарения и термического разложения горючего, так как при данных температурах окислитель будет полностью в газообразном состоянии и почти полностью продиссоциированным до МО„и кинетику протекания различных химических реакций между продуктами взаимодействия как горючего, так и окислителя.
В схеме по варианту 1 в технологическом процессе ие развивается высоких температур, то есть не включается процесс разложения горючего, но в зтих усло- 208 виях, как показывают экспериментальные исследования, неизбежно образуются продукты окисления, такие как "нитроза", которые еще более токсичны, чем само горючее, и трудно подлаотся разложению. Поэтому в технологической схеме необходим элемент, обеспечивающий высокотемпературный процесс нейтрализации, баки ракеты не могут быть такими элементами, так как в иих есть температурные ограничения с точки зрения прочности.
Указанный недостаток устраняется в схемах по вариантам И, Ш и ЪЧ, в них для углубления процесса разложения токсичных компонентов в технологические схемы включены высокотемпературные химические реакторы — каталитический или окислнтельный. Но дополнение схемы окислительным реактором усложняет ее, так как необходим еше один дополнительный контур управления расходом окислителя в высокотемпературном химическом реакторе. В варианте П таким высокотемпературным элементом может быть каталитический реакгор. Окончательный выбор схемы может быть осуществлен только после расчетно-экспериментальных исследований. Процесс окисления НДМГ, протекающий в баке, сопровождается превраще- пнем основного количества компонентов топлива в азот, воду и двуокись углерода.
Гомогенное газовое окисление, к тому же проводяшееся при невысоких тем- пературах, не может не приводить к выходу некоторого количества продуктов неполного окисления, таких как аммиак, эгилен, цианистый водород, ацетонитрил, мегилнитрат, мегнламнны, метилнитрамины, метилнитрозамины. Причем очевидно, что все они в данном случае в большей илн меньшей степени токсичны н сброс их в атмосферу возможен лишь после дополнительной очистки. Поскольку выходящая газовая смесь содержит большой «букет» различных по составу, токсичности, реакционной способности и окислительно-восстановительной способности соединений, к тому же нагретых до температур, достаточных для «зажигания» большинства известных катализаторов глубокого окисления, то наиболее приемлемым представляется каталитический способ очистки отходящей газовой смеси.
В зависимости от места расположения системы сброса избьггочных газов в циркуляционном контуре возможны два принципиально различающихся вариан- таосуществления каталитического обезвреживания отходящих газов. 209 При расположении клапана сброса или реактор-катализатора по ходу циркуляции после бака окислителя отходящая газовая смесь будет содержать избьпок паров окислителя до тех пор, пока не будет израсходован в реакции весь окислитель. На катализаторе при этом происходит глубокое окисление органических веществ до нетоксичных соединений.
И такой вариант можно назвать окисли- тельным. Если клапан сброса или реактор-катализатор расположены по ходу циркуляции сразу после бака горючего, то до тех пор, пока все горючее не прореагирует с окислителем, газовая смесь на выходе клапана будет содержать избыток НДМГ и промежуточных продуктов его окисления.
Катализатор в данном случае должен обеспечивать окисление НДМГ и промежуточных продуктов в отсутствии или при недостатке окислителя. Такой вариант обезвреживания может быль условно назван разло1кеиием. 2!О Библиографический список 1. Алгоритмы диагностики тепловых нагрузок летательных аппаратов / Под. ред. В.П. Мишина. - Мл Машиностроение, 1983.
— 168 с. 2.Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена. - Мл Машиностроение, 1988. — 279 с. З.Андерсон Д. и др. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. — Мл Мир, 1990. — 382 с. 4. Беляев Н.М. Системы наддува топливных баков ракет. - М.: Машиностроение, 1976. — 335 с. 5.Справочник по безопасности космических полетов / Г.Т.
Береговой, Я.Т. Шатров, В.И. Ярополов, И.И. Баранецкий, В.А. Высоканов. - Мл Машиностроение, 1990. — 238 с. 6. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: Справочник. - Лл Химия, 1985. — 528 с. 7.
Демидков Ю.А., Казанников А.М., Кайдалов О.В. Поведение загрязняющих ракетных выбросов на высотах более 50 км // Экологические проблемы создания и применения ракетно-космической техники / Сборник статей НПО «Энергия».- Мл 1991. - С. 76-85. 8. Зарубин В.С. Инженерные методы решения задач теплопроводности. - Мл Энергоиздат, 1983. — 326 с. 9.Конструктивные особенности н вопросы эксплуатации ракетных средств выведения на примере ракеты-носителя «Космос-ЗМ» / В.Н. Блинов, Н.Н. Иванов, В.В.
Маркелов, В.И. Трушляков, В.В. Шалай: Учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. — 84 с. 1О. Кузнецов Н.П., Пономаренко В.А., Салтыков А.И. Конверсионное ис- пользование утилизируемых ракет с ЖРД. - Москва-Ижевск: НТЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2003. 188 с. 211 11. Киселев А.И., Медведев А.А., Меньшиков В.А. Космонавтика на рубеже тысячелетий.
Итоги и перспективы. Мз Машиностроение / Машиностроение— Полет, 2001. — 672 с. 12. Компаниец Э.П., Кучма Л.Д., Подолинный А.М., Шатров Я.Т. Исследование путей сокращения размеров районов падения отделяющихся частей ракет.- Мз Машиностроение, 1990. — 238 с. 13. Костромин С.Ф., Шатров Я.Т. О проблеме сокращения районов падения по трассам пусков ракет-носителей.
- Мз Машиностроение, 1990, — 11с. 14. Основы теории и расчета жнцкостных ракетных двигателей. //Под ред. В.М. Кудрявцева. - Мз Высш. школа, 1993. Т. 2. — 368 с. ! 5. Паспорт Федеральной целевой программы "Экос-РФ" Мс 1995. — 96 с. 16. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамика жидкости.
- М.: Энергоиздат, 1984. — 148 с. 17. Пат. № 1817891. Способ очистки бака отделившейся части ракеты от несимметричного диметилпщразина / В.И. Трушляков, В.В. Шалай; Опубл.1993, 18. Пат. 1Ш 2028468. Способ нейтрализации токсичных компонентов ракетного топлива на основе аютной кислоты и несимметричного диметилгидразина в отделившейся части ракеты / В.И. Трушляков„В.В. Шалай; Опубл, 1995, Бюл.
№ 4. 19. Петров Б.Н. и др. Бортовые терминальные системы управления. - Мз Машиностроение, 1983. 20. Радиоактивные выбросы в биосфере: Справочник / Под ред. Н.Г. Гусева и В.А. Беляева. - Мз Энергоиздат, 1986. — 223 с. 21. рогова О.Г. Установка для обезвреживания топливных отсеков летательных аппаратов, снимаемых с боевого дежурства / Сб.
тез, докл. Всероссийской молодежной науч. конф. «7-е Королевские чтения». Самарский научный центр РАН, — 2003. — Т. 3. С. 23. 22. Экспериментальное исследование теплообмена излучением при фазовых перепадах / Н.А. Рубцов, В.В. Шалай, Н.В.
Шепелев, А.А. Емельянов. - Новоси- бирск: 1983. — 24 с. (Препринг 97-83 Институт теплофизики СО РАН). 212 23. Трушляков В.И., Шалай В.В. Уменьшение вредного воздействия ракетных средств выведения на окружающую среду: Учеб. пособие. Омск: Изд. ОмПИ, 1993. — 100 с, 24. Трушляков В.И., Шалай В.В., Блинов В.Н. Исследование возможности разработки бортовой системы обезвреживания остатков жидких токсичных компонентов ракетного топлива в отделяющейся части ракеты-носителя // Вестник МГТУ им.
Н.Э. Баумана. (сер. Машиностроение), — 1996. № 1 — С. 58-66. 25. Трушляков В.И., Шалай В.В., Дубоносов А.П. Экспериментальные исследования системы термохнмического обезвреживания остатков горючего в баках отделяющейся части ракеты // Вестник МГГУ им. Н.Э. Баумана (сер. Машиностроение), — 1999.
— № !. — С. 111-125. 26. Трушляков В.И., Шалай В.В., Рысков И.Ю. Влияние конструктивных параметров бортовой системы обезвреживания на эффективность процесса термохимической нейтрализации // Матер. науч.-техн. конф. «Экология -97». — СПб, 1997. — С. 140-142. 27. Трушляков В.И., Шалай В.В., Рысков И.Ю. Исследование термохимического процесса обезвреживания жидких остатков горючего в топливном баке отделяющейся части ракеты на пассивном участке траектории // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана.
(сер. Машиностроение), — 1998. — № 2. — С. 109-123. 28. Моделирование термохимического процесса обезвреживания жидких остатков горючего в топливном баке отделившейся части ракеты / В.И. Трушляков, В.В. Шалай, И.Ю. Рысков // Тр. второй Национальной конф. по теплообмену. — Мз Изд. МЭИ. — 1998. — Т. 3.
— С. 285-288. 29. Моделирование нестационарных процессов тепло и массопереноса в гетерогенном каталнтическом реакторе с комбинированным теплообменом / В.И. Трушляков, В.В. Шалай, В.В. Ташланов, В.С. Сальников // Тр. 4-го Междунар. Конгр. по тепломассообмену. — Минск: 2000. — С. 17-27. 30. Трушляков, В.И. Шалай В.В. Постановка задачи уменьшения остатков жидкого топлива в баках отделяющейся части ступени ракеты на основе их газификации и разложения до нетоксичных составляющих и выброса в окружающее 213 пространство на участке ее полета до падения в зону отчуждения 0 Омск.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
