15 / 21
Рис. 4. Изменение КПД систем охлаждения жидким азотом горючего в зависи-
мости от уровня понижения его температуры:
1
– результаты численного моделирования при охлаждении горючего с исполь-
зованием жидкого азота и теплообменника, размещенного непосредственно в
емкости системы заправки;
2
,
3
– экспериментальные [3] и расчетные значения при
охлаждении горючего методом криогенного барботажа
Эффективность процесса охлаждения горючего для различных ва-
риантов построения систем охлаждения при использовании в качестве
источника холода жидкого азота может оцениваться по значению КПД
(
η
) системы охлаждения, который определяется соотношением
η
=
1
m
a
c
г
(
Т
г.н
−
Т
г.к
)
r
a
+
c
a
Т
г
−
Т
к.a
,
где
Т
г
, c
г
, c
a
— средние значения температуры и удельной теплоемко-
сти горючего и удельной теплоемкости азота в диапазоне температур
Т
г.н
. . .
Т
г.к
.
На рис. 4 приведены экспериментальные значения и данные мо-
делирования по изменению коэффициента
η
в зависимости от уров-
ня понижения температуры горючего нафтил в емкости заправочной
системы для нескольких вариантов построения системы охлаждения
горючего с использованием жидкого азота.
По результатам моделирования КПД системы охлаждения горюче-
го с использованием жидкого азота и теплообменника, размещенного
непосредственно в емкости системы заправки, на 0,2–0,3 выше по
сравнению с технологией охлаждения ракетного топлива с использо-
ванием внешних теплообменников типа “труба в трубе” при теплооб-
мене с кипящим жидким азотом, и только на 0,1–0,15 уступает тех-
нологии охлаждения топлива методом криогенного барботажа [3, 10].
При этом технология охлаждения ракетного топлива с использовани-
ем жидкого азота и теплообменников применима к любым высоко-
кипящим КРТ, в отличие от метода криогенного барботажа, который
применим только к углеводородным горючим.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2016. № 2 21