Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну
Система наддуву паливних баків ракети-носія призначена для підтримки надлишкового тиску в газовій подушці баків згідно з розрахунковою залежністю, визначеною вимогами до подачі компонентів палива і конструкцією бака. Для досягнення цього необхідно узгодити роботу всіх елементів системи наддуву. У ц...
Saved in:
| Main Authors: | , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Oles Honchar Dnipro National University
2024-06-01
|
| Series: | Challenges and Issues of Modern Science |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://cims.fti.dp.ua/j/article/view/162 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1823858872630116352 |
|---|---|
| author | Віталій Алєксєєнко Валерій Бучарський |
| author_facet | Віталій Алєксєєнко Валерій Бучарський |
| author_sort | Віталій Алєксєєнко |
| collection | DOAJ |
| description |
Система наддуву паливних баків ракети-носія призначена для підтримки надлишкового тиску в газовій подушці баків згідно з розрахунковою залежністю, визначеною вимогами до подачі компонентів палива і конструкцією бака. Для досягнення цього необхідно узгодити роботу всіх елементів системи наддуву. У цьому дослідженні розглядається система, що складається з одного високотискового судини, газового редуктора, паливного бака і з’єднувальної лінії. Для підтримки надлишкового тиску в газовій подушці бака подається наддувний газ, витрата якого залежить від параметрів у високотисковому судині. Надлишковий тиск у газовій подушці забезпечує рівномірний потік компонента до насосів або камери згоряння. Такі елементи, як газовий редуктор і газова магістраль, розглядаються як єдиний канал з еквівалентною витратою. На основі цієї системи сформульовано завдання, де елементи знаходяться в різних умовах. Проблема вимагає визначення зміни витрати компонента на виході з системи. Метою дослідження було розробити математичну модель такої системи. Запропонована математична модель включає систему звичайних диференціальних рівнянь для високотискового судини та паливного бака, отриманих із законів збереження маси, енергії та рівняння стану для наддувного газу. Робота газового редуктора розглядалася з можливістю зміни площі перетину отвору для витікання газу з часом. Проведено моделювання роботи модельної системи наддуву. Було встановлено, що при постійній площі перетину газової лінії відхилення масової витрати паливного компонента під час спорожнення бака становило 4% від номінального значення. Використання лінійного закону зміни площі зменшило це відхилення до 1%. Загалом результати вказують на те, що запропонований метод розрахунку параметрів у баку є точним і може бути використаний у подальшому проектуванні ракет.
|
| format | Article |
| id | doaj-art-d8deb09e40934a7b983b98e7e0a3107a |
| institution | Kabale University |
| issn | 3083-5704 |
| language | English |
| publishDate | 2024-06-01 |
| publisher | Oles Honchar Dnipro National University |
| record_format | Article |
| series | Challenges and Issues of Modern Science |
| spelling | doaj-art-d8deb09e40934a7b983b98e7e0a3107a2025-02-11T09:52:04ZengOles Honchar Dnipro National UniversityChallenges and Issues of Modern Science3083-57042024-06-012Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообмінуВіталій Алєксєєнко0https://orcid.org/0009-0000-8317-0096Валерій Бучарський1https://orcid.org/0000-0002-8245-5652Дніпровський національний університет імені Олеся ГончараДніпровський національний університет імені Олеся Гончара Система наддуву паливних баків ракети-носія призначена для підтримки надлишкового тиску в газовій подушці баків згідно з розрахунковою залежністю, визначеною вимогами до подачі компонентів палива і конструкцією бака. Для досягнення цього необхідно узгодити роботу всіх елементів системи наддуву. У цьому дослідженні розглядається система, що складається з одного високотискового судини, газового редуктора, паливного бака і з’єднувальної лінії. Для підтримки надлишкового тиску в газовій подушці бака подається наддувний газ, витрата якого залежить від параметрів у високотисковому судині. Надлишковий тиск у газовій подушці забезпечує рівномірний потік компонента до насосів або камери згоряння. Такі елементи, як газовий редуктор і газова магістраль, розглядаються як єдиний канал з еквівалентною витратою. На основі цієї системи сформульовано завдання, де елементи знаходяться в різних умовах. Проблема вимагає визначення зміни витрати компонента на виході з системи. Метою дослідження було розробити математичну модель такої системи. Запропонована математична модель включає систему звичайних диференціальних рівнянь для високотискового судини та паливного бака, отриманих із законів збереження маси, енергії та рівняння стану для наддувного газу. Робота газового редуктора розглядалася з можливістю зміни площі перетину отвору для витікання газу з часом. Проведено моделювання роботи модельної системи наддуву. Було встановлено, що при постійній площі перетину газової лінії відхилення масової витрати паливного компонента під час спорожнення бака становило 4% від номінального значення. Використання лінійного закону зміни площі зменшило це відхилення до 1%. Загалом результати вказують на те, що запропонований метод розрахунку параметрів у баку є точним і може бути використаний у подальшому проектуванні ракет. https://cims.fti.dp.ua/j/article/view/162система наддувупаливний бакматематична модельракета-носій |
| spellingShingle | Віталій Алєксєєнко Валерій Бучарський Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну Challenges and Issues of Modern Science система наддуву паливний бак математична модель ракета-носій |
| title | Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну |
| title_full | Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну |
| title_fullStr | Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну |
| title_full_unstemmed | Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну |
| title_short | Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну |
| title_sort | математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну |
| topic | система наддуву паливний бак математична модель ракета-носій |
| url | https://cims.fti.dp.ua/j/article/view/162 |
| work_keys_str_mv | AT vítalíjalêksêênko matematičnamodelʹsisteminadduvannâpalivnihbakívzurahuvannâmteploobmínu AT valeríjbučarsʹkij matematičnamodelʹsisteminadduvannâpalivnihbakívzurahuvannâmteploobmínu |