CC BY
8Решетневские чтения
углы армирования в диапазоне от 0 до 90° и отношения ^ в диапазоне от 0,5 до 20. Показано, что с ростом удлинения оболочки угол армирования, обеспечивающий максимальный критический момент, стремится к 90о. Полученные в работе результаты могут быть использованы при выборе оптимального угла армирования оболочки, нагруженной крутящим моментом.
Библиографические ссылки
1. Hui D. Du. Initial post buckling behavior of imperfect ant symmetric cross-ply cylindrical shells under torsion // ASME : J. Appl. Mech. 1987. № 54.
2. Simitses D. J., Tabiei A. Buckling of moderately thick, laminated sylindrical shells under torsion // AIAA. 1994. № 32.
A. V. Tomilov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk STABILITY OF ORTHOTROPIC CYLINDRICAL SHELL UNDER TORSION
In this article the problem of stability of orthotropic cylindrical shell loaded with torque is solved. The influence of the angles of reinforcement on the critical parameters of an orthotropic cylindrical shell loaded with torque is analyzed.
© TOMUIOB A. B., 2010
УДК 629.76
В. И. Трушляков, В. Ю. Куденцов, А. Ю. Казаков, И. Ю. Лесняк Омский государственный технический университет, Россия, Омск
МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА С УЧЕТОМ МИНИМИЗАЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ*
Рассмотрена проблема энергетических затрат существующего экспериментального стенда для моделирования процессов газификации остатков жидкого ракетного топлива в баках ступени ракеты-носителя и предложены пути их минимизации с учетом имеющихся материальных средств на модернизацию.
По мере развития современных технологий в сфере научной деятельности возникает необходимость в модернизации и оптимизации существующих экспериментальных стендов (ЭС) с целью минимизации энергетических затрат.
В ОмГТУ был спроектирован и изготовлен ЭС для моделирования процессов газификации остатков жидкого компонента ракетного топлива (КРТ) в баках отделяющейся части ступени ракеты-носителя (рис. 1).
Экспериментальные исследования [1] заключаются во введении в экспериментальную малую модельную установку (ЭММУ) струи теплоносителя (ТН) с заданными параметрами, обеспечивающими заданные условия взаимодействия в зоне контакта газовой струи с поверхностью жидкого газифицируемого КРТ, расположенного на поддоне. Проводятся измерения температуры, давления и расхода ТН. Тепловая энергия газифицированных продуктов после их выхода из ЭММУ используется для предварительной подготовки ТН посредством теплообменника.
Рис. 1. Экспериментальный стенд
Выбор оптимальных параметров подаваемого ТН осуществляют путем проведения серии экспериментов для каждого моделируемого КРТ.
В ходе проведения большого объема экспериментальных исследований был выявлен ряд недостатков, основным из которых являются значительные энергетические затраты.
Работа выполнена при поддержке государственного контракта Минобрнауки № 02.740.11.0178 и гранта РФФИ № 10-08-00064-а.
Проектирование и производство летательны.хаппаратов, космические исследования и проекты
Предварительные оценки суммарных энергетических затрат можно определить на основе предложенного критерия [2]:
tk
Qs = clW + ^ | m тн • /тн dt, при СЕ < С£оп , 0
где с1 - весовые коэффициенты, которые определяются в зависимости от степени важности составляющих; W - затраченное количество киловатт-часов на работу компрессора, теплового электрического нагревателя и всех электроприборов; m тн и /тн - расход и энтальпия ТН соответственно; tk - время проведения эксперимента, включая подготовку ТН; С£оп - допустимые материальные затраты.
При модернизации ЭС с целью минимизации энергетических затрат необходимо учитывать имеющиеся материальные средства.
Были выявлены следующие участки ЭС, на которых происходят наибольшие потери тепла:
1) корпус нагревателя (20-25 %);
2) проводящие магистрали (5-10 %);
3) соединительная, запорная и регулирующая арматура (5-10 %);
4) корпус ЭММУ (25-30 %).
В результате проведенных оценок тепловых потерь на выделенных участках ЭС, суммарная тепловая потеря составляет 55-75 %, что приводит к необходимости ее уменьшения за счет применения отдельного типа теплоизолирующего покрытия (ТЗП) для каждого участка.
В качестве ТЗП предлагается использовать:
- для корпуса нагревателя - каменную вату и экранирующее покрытие;
- для проводящих магистралей, соединительной, запорной и регулирующей арматуры - пенополиэти-лен;
- для корпуса ЭММУ - селективное покрытие. Для уменьшения энергетических затрат наряду с
ТЗП предлагается использовать тепло газифицированных продуктов КРТ в качестве предварительного нагрева ТН посредством введения дополнительного элемента в ЭС - теплообменника (рис. 2).
Рис. 2. Теплообменник
Модернизированный ЭС позволит уменьшить тепловые потери приблизительно на 30-40 %, что, в свою очередь, уменьшит энергетические затраты на 15-20 % и расширит диапазон изменяемых параметров на 7-10 %.
Библиографические ссылки
1. Обоснование и создание дополнительных бортовых систем РН с ЖРД из условия снижения техногенного воздействия на окружающую среду : отчет о НИР (промежуточ.) / ОмГТУ ; науч. рук. Трушляков В. И. ; исполн. : Куденцов В. Ю. [и др.]. Омск, 2010. 145 с. № ГР 01200960927 (шифр «Синева-0» этап 3).
2. Касилов В. Ф. Справочное пособие по гидрогазодинамике для теплоэнергетиков. М. : Изд-во МЭИ, 2000.
V. I. Trushlyakov, V. Yu. Kudentsov, A. Yu. Kazakov, I. Yu. Lesnyak Omsk State Technical University, Russia, Omsk
MODERNIZATION OF THE EXPERIMENTAL STAND TAKING INTO ACCOUNT MINIMIZATION OF POWER EXPENSES
The problem of power expenses of the existing experimental stand for modeling of processes of gasification of the rests of liquid rocket fuel in tanks of a step of the carrier rocket is considered and ways of their minimization taking into account available material means for modernization are offered.
© Трушляков В. И., Куденцов В. Ю., Казаков А. Ю., Лесняк И. Ю., 2010
