Мар 29

Отделение воды и регулирование влажности

Наиболее удобный метод регулирования уровня влажности состоит в охлаждении газового потока ниже точки росы и последующем сборе сконденсированной воды. В общем случае температурный уровень, необходимый для терморегулирования, достаточно низок для осуществления эффективного регулирования влажности. Если требуется температура выше, чем необходимо для регулирования влажности, то можно применить вторичный подогреватель или регенеративный теплообменник. Это по существу тот же метод, который применяется в системах кондиционирования воздуха жилых и промышленных зданий.

Он обеспечивает самый прямой путь к решению вопроса. Отсутствие гравитационного поля несколько усложняет сбор сконденсированной воды.

Водоотделитель на кораблях «Меркурий» состоял из губчатого материала, размещенного в газовом потоке. Вода собиралась в губке, а периодически приходящее в действие поршневое устройство выжимало ее в бак для хранения. Однако было обнаружено, что в результате поверхностного натяжения перенос воды к губке из теплообменника шел вдоль стенок соединительного трубопровода. Конструкция водоотделителя была такова, что вода обтекала губку и поэтому не отводилась из газового потока. Для устранения этого осложнения были предложены несколько способов отбора сконденсированной воды.

Рис. 21. Схема водоотделителя корабля «Меркурий»:

1 – уплотнительное кольцо; 2 – лента; 3 – гигроскопический фитиль; 4–алюминиевая сетка (18 отверстий на 2,5 см)

Один из них был реализован на последних кораблях «Меркурий» – за теплообменником устанавливался цилиндрический сепаратор с гигроскопическим фитилем (рис. 21). Фитильный материал собирает и проводит воду под очень малым напором, но не пропускает газ при небольших перепадах давления. Гигроскопический фитиль намотан на сетку образуя стенку кольцевого канала в этой зоне сепаратора. Таким образом, вода, проходящая по стенке, поглощается фитилем и переносится под низким напором в бак.

Второй метод также основан на применении гигроскопического фитиля, который размещают между ребрами в проходах теплообменника. В этом случае вода собирается в местах конденсации (рис. 22), но для ее переноса требуется несколько больший напор, чем при первом методе. Водоотделитель подобного типа планируется для кораблей «Джеминай» и «Аполлон».

Рис. 22. Схематическое устройство водоотделителя гигроскопического типа в теплообменнике

Для лунного экспедиционного корабля планируется третий способ – водоотделение центрифугированием. Устройство (рис. 23) включает турбину, которая вращается с малой скоростью; газовый поток приобретает тангенциальную скорость, вследствие чего вода, находящаяся в газовом потоке или стекающая по стенкам, получает нормальное ускорение. Последнее создает силу давления на периферии сепаратора, а размещенная там сборная трубка подает ее в бак.

Рис. 23. Центробежный водоотделитель

Другие способы регулирования уровня влажности состоят в абсорбции или адсорбции твердыми веществами. Такие методы многие годы применяются в некоторых случаях в химической промышленности. Регулирование влажности достигается химической реакцией между водой и твердым абсорбентом. Среди наиболее распространенных поглотителей следует назвать хлорид кальция, окись кальция, окись бария и хлорид лития. До сих пор считалось нежелательным применение поглотителей для системы регулирования влажности в условиях космического корабля из-за выделения большого количества тепла при реакции, высокой температуры регенерации абсорбентов, большого удельного веса по сравнению с другими системами, а также из-за разрушений патронов с абсорбентом некоторыми химикалиями.

При наличии поглотителей удаление воды происходит в результате физического притягивания молекул воды к поверхности твердого абсорбента. Для некоторых поглотителей определенную роль играет также капиллярный эффект. К нескольким самым распространенным поглотителям относятся силикагель, активированная окись алюминия и искусственные цеолиты, иногда называемые молекулярными ситами.

Первые два вещества уже многие годы широко используются в качестве осушителей, но цеолиты разработаны только в прошлом десятилетии. В условиях космического полета они в основном применяются для предварительного осушения в системах отбора углекислого газа.

Некоторые свойства перечисленных веществ хорошо известны: инертность и высокие структурные качества; способность поглощать ряд газов, помимо воды, в частности углекислый газ, возможность регенерации путем непосредственного нагревания патрона и дренажирования воды в космический вакуум или при помощи продувки патрона теплым, сухим газом. Основные ограничения на пути использования этих веществ в длительных космических полетах заключаются в возможности отравления поверхности при адсорбции соединений с высоким молекулярным весом или дезактивации поверхности при регенеративных циклах нагревания.

Похожие статьи:

  1. Система водообеспечения Система водообеспечения – одно из наиболее узких мест в СЖО...
  2. Использование скафандров в различных космических полетах Таблица Таблица 1 Использование скафандров в различных космических полетах Требования к...
  3. Душевая установка на космических кораблях С увеличением продолжительности пребывания экипажа в изолированных герметических объектах космических...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.