Мар 28

Однофазную жидкость при сверхкритическом давлении вытесняют из бака, создавая в нем давление путем подвода тепла (рис. 1). Использование такого рода баков, в условиях невесомости не вызовет трудностей, так как нет необходимости в разделении фаз.

Рис 2. Диаграмма «давление-энтальпия» для хранения кислорода при сверхкритическом давлении:

А – линия насыщенной жидкости в двухфазной области; Б – линия насыщенного пара; 1–заправка; 2–уровень давления, при котором жидкость становится гомогенной; 1-3 – линия создания в баке давления на начальном этапе при постоянной плотности; 3-3′ – линия потери жидкости при неиспользовании бака; 3-4 – линия постоянного давления; 3-4′ – линия расхода из бака при постоянном давлении

На диаграмме рис. 2, изображена термодинамика процесса. Условия наполнения, бака обозначены точкой 1. Бак заполняется жидкостью при атмосферном давлении не полностью, следовательно, в нем хранится смесь насыщенной жидкости и пара. После наполнения бак герметизируется, поэтому нагревание перед употреблением приводит к созданию в нем давления при постоянной средней плотности. Когда уровень давления проходит, точку 2, жидкость становится гомогенной и приобретает свойства сжимаемой жидкости. На практике бак подвергается нагреванию перед употреблением до тех пор, пока давление не достигнет уровня выше критического (точка 3). При этом температура жидкости в нем слегка повышается, но в точке 3 остается ниже критической.

Выход жидкости из бака начинается при достижении сверхкритического давления, которое поддерживается непрерывной подачей тепла к баку. Процесс при постоянном давлении обозначен линией 3–4. При поддержании сверхкритического давления жидкость остается гомогенной. Такая система идеальна для хранения жидкостных смесей в условиях невесомости. Как видно из диаграммы, во время использования бака температура жидкости повышается. Когда бак почти пустеет, жидкость начинает действовать по принципу сжатого газа. Тогда в конце процесса можно допустить снижение давления (линия 3–4) и это не приведет к образованию капель жидкости. Описанный метод позволяет снизить подвод тепла на последнем этапе подачи.

Определение оставшегося в баке количества жидкости в системе хранения при сверхкритических давлениях упрощается, так как жидкость гомогенна, а масса оставшейся в баке жидкости прямо пропорциональна ее плотности. Последнюю можно определить с помощью емкостного датчика, основанного на измерении диэлектрической постоянной оставшейся жидкости, или по расходу электроэнергии, необходимой для вращения небольшого вентилятора, установленного в баке. Применение вентилятора может также устранить температурное расслоение жидкости и способствовать созданию более высоких коэффициентов переноса тепла от внутреннего теплообменника. Количество жидкости можно также определить, измерив давление, создаваемое вентилятором, и сопоставив его с плотностью жидкости.

Похожие статьи:

  1. Хранение жидкости под давлением в баке с вытеснительной камерой Однофазная сжатая жидкость хранится в баке, снабженном эластичной вытеснительной камерой,...
  2. Хранение смеси с двухфазной подачей тепла для создания давления Криогенная жидкость хранится в баке при докритическом давлении в виде...
  3. Обеспечение кислородом на космическом корабле Общая потребность в кислороде на космическом корабле определяется тремя факторами:...

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.