14 / 21
газообразное состояние и отводится в дренажную магистраль системы
заправки наземного комплекса. Для повышения эффективности тепло-
обмена между холодным азотом и топливом, а также исключения его
намерзания на наружной поверхности теплообменника, внутренний
объем теплообменника заполнен антифризом. При этом подача жидко-
го азота в теплообменник с антифризом происходит через барботер,
что обеспечивает интенсивный теплообмен между диспергированным
жидким азотом и антифризом и через стенку теплообменника — с топ-
ливом. Для перемешивания и выравнивания температуры топлива в
емкости может использоваться насос
6
заправочной системы. Для до-
стижения той же цели может использоваться барботаж емкости сухим
газообразным азотом через барботер
12
. При этом происходит уда-
ление из топлива растворенной воды. После охлаждения топлива до
требуемой температуры, в случае применения для перемешивания и
обезвоживания топлива барботажа сухим азотом, проводится операция
рассыщения топлива [12].
Результаты численного моделирования изменения температур го-
рючего нафтил в емкости заправочной системы с расположенным в
ней теплообменником с антифризом А-65 при охлаждении жидким
азотом, приведенные на рис. 3, свидетельствуют о возможности про-
ведения операции охлаждения топлива за сравнимый период, выпол-
няемой штатной системой охлаждения [2, 3].
При этом исключается опасность намерзания топлива на теплооб-
менных поверхностях за счет охлаждения и поддержания температуры
антифриза выше температуры затвердевания топлива, что достигается
уменьшением расхода подачи жидкого азота в теплообменник с ан-
тифризом и приводит к уменьшению затрат криогенного продукта на
выполнение операции охлаждения топлива [12].
Рис. 3. Результаты моделирования изменения температуры горючего нафтил
в емкости заправочной системы третьей ступени ракеты-носителя “Союз”
при выполнении операции охлаждения с использованием жидкого азота и
теплообменника, расположенного во внутреннем пространстве емкости:
1
— температура горючего;
2
— температура антифриза А-65
20 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 2