CC BY
43Гусев А. Л.
*TATA" Ecologically Clean Energy Scientific Research Center
SS
УДК 621.59-761
Теплоизоляция в технике криогенных температур защищает криогенную жидкость от притока тепла из окружающей среды. Требования к эффективности теплоизоляции криогенного оборудования возрастают по мере понижения температуры кипения криогенных жидкостей. Теплота парообразования различных жидкостей, отнесенная к единице объема, тем меньше, чем ниже их температуры кипения. Следовательно, небольшое количество тепла вызывает испарение сравнительно большого количества сжиженного газа с низкой температурой кипения [1]. Поэтому к теплоизоляции для криогенных температур предъявляются особенно высокие требования по уменьшению тепловых потоков через нее [2 - 4]. Эти требования тем выше, чем меньше размеры изолируемого оборудования, т.е. больше его удельная поверхность. В работе рассматриваются достаточно крупные криогенные системы, тем не менее из-за длительного процесса хранения и уровня температуры криогенной жидкости - 20,2 К требования к теплоизоляции высоки. Натекания водорода в теплоизоляционную полость через микронеплотности, а также за счет газовыделений из стенок, могут вызвать преждевременное перенасыщение водородом криоадсорбционных насосов. Для полной регенерации цеолита СаЕН-4В необходима температура 473 К [5]. Создание такой температуры в вакуумной полости резервуара без передавливания криогенной жидкости в порожний резервуар для конструкций со встроенными КСН принципиально невозможно. Исследована возможность проведения низкотемпературной регенерации встроенных криоадсорбционных устройств (адсорбент СаЕН-4В) в теплоизоляционной полости водородного криогенного резервуара с вытеснительной подачей. Для интервала 20,2 К-32 К на основании уравнения Генри получена динамика десорбции газов, сорбированных адсорбентом при температуре 20,2 К. Показана эффективность низкотемпературной регенерации адсорбента для различных температурных уровней криогенной жидкости [6 - 9]. На основе экспериментальных исследований предложены конструкции химических патронов.
1. ВВЕДЕНИЕ
Бурное развитие исследований в области космонавтики, ядерной энергетики, физики плазмы, разработка крупных сверхпроводящих устройств, развитие транспорта потребовали создания качественно новых криогенно-вакуумных систем [10].
Хранение больших количеств водорода является актуальной задачей водородной энергетики. 60 лет назад водород впервые был применен в массовом масштабе на автомобильном транспорте (Шелищ, 1941) [11-19] для обороны Ленинграда и Москвы. В последнее время в развитых странах ведутся работы по использованию водорода в качестве горючего для наземного транспорта, авиационного, морского и подводного [20 - 22].
В связи с этим очень большое внимание уделяется вопросу эффективного хранения больших количеств криогенного водорода. Современные водородные
криогенные системы оборудованы эффективными теплоизолирующими устройствами. Самой эффективной системой теплоизоляции является ЭВТИ -суперизоляция.
Экранно-вакуумная теплоизоляция (суперизоляция) - система параллельных или концентрических (соосных) газопроницаемых металлических пленок, нанесенных на подложку, разобщенных между собой пористой прокладкой, изготовленной из материала с высоким коэффициентом теплового сопротивления, обеспечивающая малую степень поглощения теплового излучения и малую степень аккомодации энергии молекул межэкранного газа при высокой и стабильной адсорбционной способности металлических пленок.
В настоящее время в качестве экранов широко используют полиэтилентерефталатную пленку толщиной 12-15 мкм с нанесенными на нее с одной или с двух сторон тонкими слоями алюминия толщиной
2. ОБОЗНАЧЕНИЯ
КСН криоадсорбционный насос;
ТИП теплоизоляционная полость;
ЭВТИ экранно-вакуумная теплоизоляция;
поток межрешеточного водорода из кожуха криогенного резервуара, Па ■ м3 /с ; поток водорода, образованный газовыделениями межрешеточного водорода из металла криогенной емкости, а также потоками через дефекты стенки криогенной емкости и из криогенной емкости путем диффузии через стенку, Па-м3!с;
десорбционный поток водорода из адсорбента КСН, Па-м3/с ;
производительность КСН по водороду, ;
производительность химического патрона по
водороду, Па ■ м3 /с ;
паспортный межрегламентный период адсорбента КСН, с;
Ртп давление в теплоизоляционной полости резервуара, Па;
Ь, Ь0, Ьт поглотительная способность КСН, с индексами "0" - начальная и "Т" - текущая; удельная емкость адсорбента при рабочем давлении, Па ■ м3 /кг ;
0 степень насыщения адсорбента газом, пока-
зывающая, какая часть поглотительной способности насоса израсходована: 0 = тIЬ , где т - количество газа, поглощенное адсорбентом, Па ■ м3 ;
фактическое время межрегламентного периода КСН, с;
Он.
Он
t'1'
ЛОТ
dQoc dU
MHl
BIMK
с
шк Gprw
с
KCN
R(f)
Q
теплота, подводимая к криогенному резервуару из окружающей среды, Дж; изменение внутренней энергии системы криогенной емкости с криогенной жидкостью, Дж; масса жидкого водорода вместе с газовой подушкой, кг;
масса криогенной емкости, кг; теплоемкость криогенной емкости, Дж; масса встроенного криоадсорбционного насоса вместе с адсорбентом, кг; теплоемкость криоадсорбционного насоса, Дж; масса экранно-вакуумной теплоизоляции, кг; теплоемкость ЭВТИ, Дж; экспериментальная постоянная, т3 / кг ; дифференциальная теплота адсорбции, Дж![моль-К);
газовая постоянная, Дж / (моль -К)', относительная удельная емкость адсорбента при изменяющейся температуре к удельной емкости адсорбента при 20,2 К, в процентах; время, в течение которого температура криогенной жидкости в криогенном резервуаре увеличивается от значения Г;л. до Тж , с;
суммарный теплоприток из окружающей среды к жидкости, Вт;
С*
т т
11'12
V, V,
Р Р
w,2
М'
My,
М'
м„
АМ„
ЛМ „
лм„
ЛМ„
V; N
Q\
м '
удельная теплоемкость криогенной жидкости, Дж/кг;
температуры криогенной жидкости, соответственно, при давлениях в криогенной емкости (Р,Р2), К ;
удельные емкости адсорбента, соответственно, при температурах ( Т,,Т2), Па ■ м3/кг ;
значения давления в криогенной емкости, мПа;
массовая степень заполнения криогенной емкости жидкостью;
паспортная масса жидкости для данного резервуара, кг;
масса пара, кг;
плотность пара криогенной жидкости, кг/м3;
критерий эффективности способа хранения криогенной жидкости;
потери криогенной жидкости, вызванные досрочным стравливанием давления при бездренажном хранении, кг;
потери испаряющейся жидкости, обусловленные молекулярной составляющей теплоприто-ков из окружающей среды, определяемой величиной давления остаточного газа в ТИП, кг;
потери криогенной жидкости на операцию передавливания жидкости в порожний резервуар при проведении регенерации встроенного КСН, кг;
степень выполнения паспортных условий по времени нормальной эксплуатации КСН;
потери испаряющейся жидкости, обусловленные молекулярной составляющей теплопри-токов из окружающей среды, определяемой величиной давления водородной составляющей остаточного газа в ТИП, кг;
давление в газовой подушке, Па;
объем газовой подушки в криогенной емкости, м3;
количество смен газовой подушки в криогенной емкости;
секундный теплоприток, обусловленный молекулярной составляющей теплопритоков из окружающей среды, определяемой величиной давления остаточного газа в ТИП, Дж!с ;
секундный теплоприток, обусловленный молекулярной составляющей теплопритоков из окружающей среды, определяемой величиной давления остаточного водорода в ТИП;
теплота испарения;
секундный массовый расход испаряющейся жидкости;
текущее время с момента начала осуществления способа низкотемпературной регенерации, с;
D(x) коэффициент диффузии.
60
0,5 мкм [10]. Низкий коэффициент теплопроводности пленки и малая толщина слоя алюминия уменьшают передачу тепла вдоль слоев и повышают эффективность суперизоляции в промышленных изделиях. Для прокладок используются тонковолокнистые (с толщиной волокон до одного микрона) стекломатериалы с малым газовыделением. Поскольку расстояние между экранами достаточно велико (плотность укладки обычно лежит в пределах 10-50 экранов/см), экран-но-вакуумная изоляция работает наиболее эффективно практически при столь же низких давлениях, что и чисто вакуумная, т. е. при давлениях ниже 10-2 Па. Однако, эффективность этой изоляции гораздо выше вакуумной и порошково-вакуумной.
Современная промышленная суперизоляция обеспечивает тепловой поток на уровне 0,3-0,5 Вт/м2. Такие значения теплопритоков реализуются при числе экранов 45-75, т. е. при толщинах менее 0,1 м и малой массе изоляционного слоя. Лучшие образцы суперизоляции в диапазоне температур 10-350К характеризуются эффективным коэффициентом теплопроводности, равным (2-3)*10-5 Вт/(м*К), т. е. существенно меньшим, чем у других типов тепловых изоляций. Указанная характеристика обеспечивает суперизоляции предпочтительное применение для защиты от тепло-притоков устройств, работающих при криогенных температурах.
Современная суперизоляция снабжена системами высоковакуумной откачки, как правило, на базе криоконденсационных (ККН) или криоадсорбционных насосов (КСН).
В исследуемом крупнообъемном криовакуумном объекте - криогенном резервуаре РС-1400/1,0 материал емкости - сталь 12Х18Н10Т, кожуха- 09Г2С, изоляция емкости - 4 слоя экранно-вакуумной изоляции, один слой изоляции состоит из 8 слоев пленки ПЭТФ-ДА-12, 8 слоев стеклобумаги СБШС-2-5,5 [10]. Поверхность емкости — необработанная сталь 12Х18Н10Т. Все эти материалы обладают различными специфичными для них скоростями газовыделения в вакууме. Процесс газовыделения материалов-это динамический процесс, изменяющийся во времени. Во времени меняются как величина газовыделения, так и состав. Газовыделение является результатом десорбции молекул с поверхности, а также диффузии атомов и молекул материала к поверхности с последующей их десорбцией.
КСН относятся к устройствам периодического действия — по мере насыщения адсорбента их быстрота действия снижается. В результате этого давление в вакуумной полости криогенного резервуара является возрастающей функцией времени.
Для полного восстановления поглотительной способности цеолитовых КСН применяется высокотемпературная регенерация адсорбента. В настоящей работе рассматривается возможность использования для этих целей низкотемпературной регенерации. Предполагается, что для КСН, функционирующих на температурном уровне 20,7 К, низкотемпературная регенерация будет полезным дополнением к существующему высокотемпературному методу регенерации. Для некоторых частных случаев низкотемпературная регенерация адсорбента окажется просто единственно возможным решением, которое позволит избежать ряда аварийных ситуаций. КСН, функционирующие при 20,7 К, по конструктивной схеме, выполняются встроенными [8, 9, 23]. Подобная схема
размещения насосов, наряду с большими преимуществами по сравнению со схемой с выносными насосами (фланцевыми КСН), имеет один существенный недостаток. Он заключается в необходимости слива всей криогенной жидкости в порожний резервуар при регенерации адсорбента. Кроме того, внутреннюю емкость криогенного резервуара необходимо отогревать. Для цеолитовых КСН температура регенерации должна быть не менее 200 °С. Перечисленные факторы определяют большие энергетические потери при регенерации крупных криогенных резервуаров.
При эксплуатации крупных криогенных комплексов часто возникает ситуация, когда необходимо оперативно провести регенерацию адсорбента, а компонент не представляется возможным слить в другой резервуар. Причем, эта ситуация может возникнуть в двух случаях. Первый — межрегламентный период КСН закончился, а его необходимо продлить, хотя бы на незначительное время. Однако, для встроенных КСН такое продление традиционными методами осуществить невозможно. Давление в ТИП резервуара может подняться до предельного уровня, при котором эксплуатировать резервуар запрещается. Это может вызвать большую испаряемость криогенной жидкости и даже привести к аварии. Второй — повышенная течь в ТИП. Причем, в процессе газовыделения может участвовать как водород, растворенный в толще металла, и выделяющийся по порам дефектов, так и водород выделяющийся в ТИП по дефектам из криогенной емкости. Результат — перенасыщение адсорбента.
Для выхода из возможных перечисленных ситуаций был предложен способ низкотемпературной регенерации адсорбента встроенных КСН [24]. Способ позволяет проводить регенерацию КСН, не сливая криогенной жидкости. Анализ возможности использования низкотемпературной регенерации для КСН криогенных резервуаров разных температурных уровней (96К, 77К, 20,7 К) показал, что она применима только для водородных встроенных КСН.
3. ФОРМИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОЙ АТМОСФЕРЫ КРИОГЕННОГО РЕЗЕРВУАРА, ВЛИЯНИЕ ВИДА ГАЗОВЫДЕЛЕНИЙ НА ПОГЛОТИТЕЛЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ КСН
На рис. 1 изображен криогенный резервуар со встроенным КСН. На рис. 2 изображен аналогичный резервуар с выносными КСН.
Остаточная атмосфера в ТИП при нормальной работе КСН образуется в основном за счет составляющих газовыделений , 02н . Если кожух имеет сквозную воздушную течь, то критичным для адсорбента КСН является поток - 2 . При большой величине этого потока остаточная атмосфера ТИП может содержать пары воды. Они частично вымораживаются на криогенной емкости, а частично попадают в адсорбент КСН (рис. 1). При этом происходит блокировка пор гидратированными катионами адсорбента. Производительность КСН резко падает, что приводит к росту давления в ТИП. В случае, когда имеется значительная течь 2 0 , низкотемпературная регенерация результата не даст. Только высокотемпературный прогрев пор адсорбента при постоянной откачке ТИП вспомогательными насосами позволит удалить воду и восстановить поглотительную способность.
При нормальном режиме работы КСН в ТИП остаточную атмосферу в основном представляют неон и гелий. К концу межрегламентного периода, когда величина ОЬ резко падает, в ТИП формируется преимущественно водородная атмосфера. Как известно, водородная остаточная атмосфера, по сравнению с другими возможными остаточными атмосферами, очень нежелательна, т. к. она имеет максимальную теплопроводность (см. п. 11.) При длительном времени работы крупных криогенных резервуаров большую роль в формировании остаточной атмосферы оказывают газовыделения водорода из металла кожуха .
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ
Исследуем возможность проведения низкотемпературной регенерации встроенных криоадсорбцион-ных устройств на основе широко распространенного
специализированного вакуумного цеолита СаЕН-4В. Рассмотрим вариант, когда криоадсорбционные устройства размещены в теплоизоляционной полости крупного водородного криогенного резервуара с вы-теснительной подачей криогенной жидкости. Проанализируем случай преждевременного перенасыщения адсорбента водородом. На основании уравнения Генри (Henry) для температурного интервала 20,2 К - 32 К получим динамику десорбции газов, поглощенных адсорбентом при температуре 20,2K (рис. 3).
Известно, что в области заполнений адсорбционного пространства Q<0,1 цеолита СаЕН-4В адсорбция подчиняется уравнению Генри (Henry) [25]:
v = В-Ртп ■ exp(q/(R, ■ Т)) ,
(1)
и так как q « const при Т=20-30 К, то для T<T имеем:
(2)
При наличии семейства изостер адсорбции, линейных в координатах 1пР — Г_| , дифференциальная теплота адсорбции q определяется тангенсом угла наклона изостеры согласно уравнению Клапейрона -Клазиуса (Оареугоп-Оаэшэ) [26]:
, di-'
(3)
Рис. 1. Схема криогенного резервуара и иллюстрация процессов газовыделения и поглощения газов в теплоизоляционной полости, где: 1- наружный кожух 2- криогенная емкость с криоагентом, 3- встроенный криоадсорбционный насос, 4- химический патрон с газопоглотителем, 5- испаритель криогенной жидкости , 6- дренажный газовый клапан.
Для водорода в области 20-30 К значение величины qlRj = 336,61. Динамика десорбции газов, сорбированных при температуре 20.2 К, в интервале температур 20,2 К - 32 К представлена в координатах R(t ) - U экспоненциальной кривой с довольно высокой крутизной (рис. 3).
Из графика зависимости рис. 3 видно, что 95% водорода, сорбированного при температуре адсорбента 20,2 К, выделяется при нагреве адсорбента на 4,3 К и почти 100% - при нагреве на 8К.
На рис. 3:
R(T ) =-2-х 100%
V
RT ) = е
х 100
(4)
Рис. 2. Схема размещения химического патрона и преобразователей давления на криогенном резервуаре во время эксперимента: а) общий вид криогенного резервуара РСА-1400 [12] в связке с крупной криогенной системой, б) общий вид криогенного резервуара РСА-1400 - техническая лестница к измерительной площадке - месту установки патрона, в) химический патрон установлен на измерительной площадке кожуха резервуара РСА-1400.
б2
Температура жидкости, Т, К -» ГО СД СО ' 01 О О! О 01 О 01
0 5 10 Давление в газовой подушке, Р, атм
Рис. 3. Динамика десорбции газов, сорбированных при температуре 20,2 К в интервале изменения температур адсорбента 20,2 К- 32 К.
Рис. 5. График изменения температуры жидкого водорода при повышении давления в газовой подушке.
10%
0.2%
R(TX),%
Кислородный резервуар
Азотный
резервуар
Водородный
резервуар I I
JJK.
20.2 К 32 К 77-36 К 104 К 90.18 К 120 К
Рис. 4. Количество адсорбата в сорбенте после десорбции для разных температурных уровней криогенной жидкости. Нагрев жидкости путем аккумулирования теплового потока из окружающей среды при повышении давления от Р=1 атм до Р2 = 10 атм.
Показана эффективность низкотемпературной регенерации адсорбента для различных температурных уровней криогенной жидкости (рис. 4).
5. СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ
РЕГЕНЕРАЦИИ
В работе (Гусев, Исаев, Куприянов, Макаров, Терехов, 1991) [24] впервые предложен способ, включающий контроль давления в вакуумной полости во время повышения средней температуры криогенной жидкости при естественном увеличении давления в га-
зовой подушке в штатном технологическом процессе и удаление десорбирующегося водорода (рис. 1). Удаление водорода осуществляют автономными переносными высоковакуумными взрывобезопасными средствами откачки на основе низкотемпературных химических поглотителей. Изменения температуры криогенной жидкости в штатных технологических процессах достигают 5-6 К, реже — 10 К. Способ позволяет осуществить непрерывное удаление водорода, десорбируемого адсорбентом и поверхностями экран-но-вакуумной изоляции, расположенными близко к стенке внутренней криогенной емкости. Слои перфорированной ЭВТИ выполняют роль своеобразных теплозащитных экранов, надежно защищающих адсорбент от "отравляющего" действия таких примесей, содержащихся в откачиваемой среде, как Н20, С02 и др. [27]. Близлежащие к криогенной емкости слои ЭВТИ выполняют роль конденсационно-адсорбцион-ных насосов, в частности водорода. Откачка водорода этими слоями осуществляется по механизму криосор-бции на газовых конденсатах [28].
Удаление водорода из КСН и из поверхностных слоев ЭВТИ при реализации низкотемпературной регенерации осуществляется в процессе кратковременного (по сравнению с межрегламентным периодом), повышения средней температуры компонентов термодинамической системы. Последняя состоит из внутренней криогенной емкости, криогенной жидкости, криоадсорбционного насоса, теплоизоляции. Средняя температура системы повышается путем технологического или искусственного увеличения давления в газовой подушке емкости. При этом, максимально подводимая к криогенному резервуару теплота из окружающей среды идет на изменение внутренней энергии системы:
dO„c = dU. dU = Mu -dU
■ G ■ С ■ dT ■
KJ1MK lih'IK
rGi<ai ■ Ckcii ■clT T Gm ■ CU3 ■ dT.
(5)
В результате, температура жидкости и всей системы будет расти.
1-b-------£
Радиатор
■E2
3-
Термопара
Радиатор
Рис. 6. Химический патрон с радиатором охлаждения уплотнения присоединительного фланца и с термопарами.
На рис. 5 показана зависимость температуры жидкого водорода от давления при бездренажном хранении.
Время, необходимое для повышения температуры криогенной жидкости от температуры Тж до определяется по формуле:
2 2
м '• w ■ сх
вж
~dTx =
м '• w • сж
вж
(6)
После частичной десорбции водорода адсорбентом и удаления его переносными средствами откачки снижают среднюю температуру криогенной жидкости путем дренажа газовой подушки. Температура жидкости при этом снижается до 20,7 К. Криоадсорб-ционный насос продолжает функционировать в режиме адсорбции, имея существенно меньшую степень заполнения 0, чем до регенерации. Меньшую степень заполнения водородом имеют и близлежащие к криогенной емкости слои ЭВТИ.
6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
На основе натурных экспериментальных исследований по удалению остаточного водорода из вакуумной полости крупного криогенного резервуара предложены конструкции химических патронов (рис. 6 - 8). Данные конструкции позволяют проводить преобразование водорода теплоизоляционной полости резервуара в воду, замену химического поглотителя, его активацию прямо в патроне, оценку количества поглощенного водорода по количеству тепла, выделенного в процессе реакции окисления и определять момент прекращения откачки.
При этом химический патрон теплоизолирован от окружающей среды (теплоизоляция на рисунке не показана), а изменения температуры химического поглотителя, измеряемые термопарой, документируются с помощью самописца. Продукт реакции окисления - вода вымораживается на криоповерхностях. Активация химического поглотителя проводится на акти-вационном стенде с непосредственным контролем температуры с помощью термопар. Контроль количества поглощенного водорода осуществляется в рабочем процессе также с помощью встроенных термопар для более низких температур. Химический патрон (рис. 6) устанавливается на объекте, подсоединитель-ным патрубком вниз (рис. 1), а при активации на стенде - днищем камеры на нагревательный элемент. При рабочем цикле, во время интенсивных газовыделений водорода, температура химического поглотителя в экзотермическом процессе поглощения водорода поднимается. Обеспечив минимальный тепловой контакт с окружающей средой (например, путем установки кожуха на химический патрон и изготовлением подсое-динительного патрубка из материала с минимальным коэффициентом теплопроводности), можно с определенной точностью следить за десорбцией водорода из КСН и из слоев ЭВТИ путем регистрации изменений температуры химического поглотителя во времени. Так, в работах [29, 30], при пропускании водорода через слюдяную трубочку с навеской химического поглотителя температура поднималась до 68 °С и затем стабилизировалась в районе 35 °С.
Рис. 7. Химический патрон.
б4
ют КСН для предотвращения их насыщения водородом и стравливают газовую подушку.
Процесс поглощения водорода химическим поглотителем опишем в статическом режиме - при отключенных от ТИП криоадсорбционных насосах [31], (рис. 9):
01ЖК = 0 , и если принять —~ - сопхг - л _ то урав-
dt
dP
dt
(7)
где--изменение общего давления в теплоизоля-
Ш
ционной полости криогенного резервуара;
с1\ /1
dt
- изменение концентрации молекул водоро-
dt
dP„ dt
dt
dt
(8)
где
dPlr dt
натеканий 0H в вакуумную полость;
dP„
dt
газовыделений Ол ;
dl"
dt
откачки криоадсорбционными устройствами.
После прогрева насосов и десорбции ими основной части поглощенного сорбентом газа перекрыва-
нение (8) примет вид:
(/у _ и ) ш
t^f
dP„
(9)
dt Ш
Если поглотитель кинетически близок к источникам газовыделения, то парциальное давление любого газа над ним Р будет тем же, что и в объеме. Тогда изменение этого давления в момент времени Ь определяется разностью между скоростями связывания и выделения газа:
dt
а - л - г- а.
(l 0)
Рис. 8. Химический патрон, использовавшийся в эксперименте.
7. МОДЕЛЬ ХИМИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ ТИП КРИОГЕННОГО РЕЗЕРВУАРА
Из газовых законов известно, что dP кТ (сШ IV)
где а - константа скорости, имеющая размерность [м/с], т. е. [ т3/с - т2 ]; поглотитель площадью 5, газовыделение с объемной скоростью д (т3 - Па!с )■
Если скорость мало изменяется во времени, а величина к не зависит от давления, то интегрирование уравнения (10) при начальных условиях = 0; рп = р дает:
P = P
+ _2_. (1 _g h . S
).
(ll)
В начальные моменты работы поглотителя, т. е. при ^ 0, второй член уравнения (11) пренебрежимо мал, и изменение парциального давления газа во времени описывается как
Р = Р„-е
(l2)
протекая по первому порядку независимо от давления. По прошествии достаточного времени t ^ да в объеме установится остаточное (квазиравновесное)
да в вакуумном объеме V теплоизоляционной полости.
Таким образом, скорость изменения давления пропорциональна скорости, с которой поглощаются молекулы газа.
Однако, из-за наличия натеканий, газовыделений в вакуумную полость и откачки ее криоадсорбцион-ными насосами, формула (7) усложняется и принимает вид:
(1Р _ к1 (с/А /1 ) Ш
давление:
- изменение давления в ТИП в результате
- изменение давления в ТИП под действием
_ а а -л
Нужно отметить, что экономически целесообразнее поглощение водорода химическим поглотителем вести из рабочей полости КСН во время его отсечки в период десорбции. Этот прием позволяет сохранить вакуум в теплоизоляционной полости во время регенерации, а также в периоды естественного отогрева конструкции, существенно снизить время и повысить качество процесса регенерации, т. к. в конструкции значительно уменьшен откачиваемый объем и существенно снижены гидравлические сопротивления.
8. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СПОСОБА
Эффективность способа определяется по специально разработанному критерию, характеризующему величину относительных потерь криогенной жидкости:
- изменение давления в ТИП в результате
AM„, + AMn
+ 2AM . n + AM,,
m '. tM
где:
*Mnj=Prn -Vrn -Pp-Nrn
(l3)
Рис. 9. Криогенный резервуар с встроенным насосом, снабженным отсечным клапаном, где 1 - криогенный сосуд, 2 - кожух, 3 - теплоизоляционная полость, 4 - адсорбент, 5 - криоадсорбционный насос, 6 - пористый экран, 7 - змеевик, 8 - герметичная оболочка, 9 - рабочая полость, 10 - термовакуумный клапан, 11 - вакуумный трубопровод, 12 - предохранительный клапан, 13 - вакуумный клапан, 14 -корпус термовакуумного клапана, 15 - запирающий орган, 16 - пружина запирающего органа, 17 - регулировочная гайка, 18 - постоянный магнит, 19 - термочувствительный элемент, 20 - седло термовакуумного клапана, 21- уплотнение.
65
Рис. 10. Коэффициент теплопроводности для различных газов, Вт/(м*К).
к'-n ^ффм II1Ш11 I fll. lüirpnun 111 -Га 11 III 1 ГЯ [>j L 11ПП11,11, I :l :||Г. MJ.II I Н IM K'I
V,=5 см3 Vz=5 см3
О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Время эксперимента в часах
а) Ь)
Рис. 11. а)Зависимость повышения испаряемости криогенной жидкости (гелия) от напуска небольших порций водорода по 5 см3 теплоизоляционную полость. б) Изменение испаряемости жидкого гелия в сосуде СТГ-25 в зависимости от времени после напуска в полость двух порций водорода по 5 см3.
66
го взаимодействия адсорбируемого вещества, находящегося в конденсируемом состоянии. При повышении температуры адсорбат десорбируется, при понижении - снова адсорбируется. Из работы (Жунь, 1988) [27] известно, что на слоях ЭВТИ происходит разделение газовых конденсатов. В процессе отогрева слоев ЭВТИ в последнюю очередь десорбируется наиболее активная компонента газовой смеси СО2. Есть основания предполагать, что эта компонента остаточной атмосферы будет присутствовать в некотором количестве в сконденсированном состоянии на близлежащих к криогенной емкости слоях ЭВТИ. Кроме того, известно, что эта компонента в конденсированном состоянии очень хорошо сорбирует водород (Haefer, 1981) [28]. Изотермы адсорбции H2 на твердом СО2 и других конденсатах представляют собой изотермы 2 -го типа [34]. Из анализа изотерм адсорбции водорода на твердом СО2 видно, что при рабочем давлении в вакуумной полости 10-5 Па в процессе повышения температуры слоев ЭВТИ с 20 К до 24 К степень заполнения a по водороду уменьшается в 10 раз [28].
Эти рассуждения показывают, что в процессе нагрев-охлаждение рассматриваемой термодинамической системы необходимо принимать во внимание и близлежащие слои ЭВТИ. В процессе нагрева они отдадут часть сорбированного водорода и освободят сорбционное пространство для поглощения водорода при охлаждении термодинамической системы: {криогенная емкость - КСН - ЭВТИ}. Теоретически, при малом заполнении процесс должен подчиняться закону Генри (Henry).
Кроме СО2 по величине активности адсорбционной способности следуют такие конденсаты (Haefer, 1981) [28]: O2, C3H8, NH3, Ar, N2, C2H6, CH4.
Реализация способа низкотемпературной регенерации, и как следствие, термоциклирование криогенной емкости в некотором, незначительном, интервале температур приводит к термоциклированию всех слоев ЭВТИ. Однако, с максимальной амплитудой будут термоциклировать только околостеночные слои ЭВТИ. Максимальный вклад в формирование процесса откачки водорода внесут именно эти слои.
Таким образом, при низкотемпературной регенерации необходимо учитывать еще и слои ЭВТИ как дополнительный "криоадсорбционный насос".
Последний вывод напоминает концепцию "неизотермического конденсационно - адсорбционного насоса" Г. Г. Жуня (Zhun') [27]. Вопросу влияния конденсируемых газов на эффективность слоисто-вакуумной изоляции посвящено достаточно большое количество работ [35, 36].
По-видимому, определенный положительный вклад в увеличение адсорбционной емкости при реализации способа внесет и перераспределение ад-сорбата в порах цеолита по механизму, изложенному в литературе [37].
Рис. 12. Управляемый вакуумный натекатель с гидравлическим редуктором, где: 1- теплоизолированный корпус, 2- регулируемый дроссель, 3- запирающий орган в виде конической иглы, 4- резьбовой регулятор положения конической иглы, 5 и 6 - большой и малый сильфо-ны гидравлического редуктора, 7- рабочая жидкость, 8-подвижный торец большого сильфона, 9- подвижный торец малого сильфона, 10- седло, 11-камера ограничения хода регулировочной гайки, 12- регулировочная гайка, 13- шайба, 14- стопорная гайка.
ДМ„ « О,! ■ M'■ w,
=а ■ С
AM» =
При использовании способа величина относительных потерь криогенной жидкости будет минимальной е < 1. В противном случае коэффициент относительных потерь будет 11. Для повышения эффективности функционирования химического патрона предложены устройства [32, 33], поддерживающее температуру геттерного вещества в оптимальном диапазоне температур с обеспечением повышенной пожарной безопасности.
9. КРИОСОРБЦИЯ - ДЕСОРБЦИЯ ВОДОРОДА НА ГАЗОВЫХ КОНДЕНСАТАХ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА СЛОЯХ ЭВТИ - ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ СПОСОБА
Поглощение газа криосорбцией на поверхности твердого тела основано на взаимодействии молекул газа и твердого тела. Адсорбентами служат вещества, с которыми газ связывается под действием ван-дер-ваальсовых сил и которые имеют более высокие характеристические температуры, например, более высокую температуру плавления, чем адсорбируемый газ. Силы взаимодействия между частицами адсорбента и газа больше, чем силы межмолекулярно-
10. ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ДИФФУЗИЯ С ИСТОЧНИКАМИ МАССЫ
Для получения вариационной формулировки математической модели процессов молекулярного тепломассобмена в ЭВТИ воспользуемся основным вариационным принципом классической феноменологической термодинамики (Чиковани, 1981) [38].
Проведем постановку задачи для оценки величины вклада слоев ЭВТИ в общую картину десорбции водорода после нагрева криогенной емкости и адсорбции водорода после охлаждения криогенной емкости. В результате решения этой задачи мы должны получить концентрацию остаточного газа в ЭВТИ как функцию пространственной координаты и времени при стационарном поле температуры. Для этого сформулируем вариационную нелинейную нестационарную задачу диффузии с распределенными по объему источниками массы при молекулярном режиме течения однокомпо-нентного газа, откачиваемого в поперечном по отношению к слоям изоляции направлении. В связи с большим диаметром криогенного резервуара для упрощения модели, принимаем допущение, что слои изоляции плоские. В первом приближении будем считать температурное поле в теплоизоляции, толщина которой равна I, заданным и стационарным. Тогда эффективный коэффициент диффузии, зависящий от температуры, будет функцией от пространственной координаты (х, или Х=х/1). Скорость десорбции, определяющая в данной задаче удельную объемную мощность распределенных источников массы, зависит не только от температуры, но и от скорости изменения концентрации газа в данной точке (Гетманец, Михальченко, 1981) [39]. Так как, в пакете ЭВТИ имеется пространство, где процессы десорбции-адсорбции водорода будут протекать наиболее интенсивно, то в пристеночной (наиболее холодной) части пакета имеется зона наиболее активной криосорб-ции водорода на газовых конденсатах. В этой зоне искомая функция концентрации газа известна, поскольку она равна равновесной концентрации адсорбата (водорода), т. е. характеризуется степенью заполнения а5(х) поверхности:
as (л) =
число молекул адсорбата _ б.
число молекул адсорбента Q
алщчкта
aAvim-imm
С w = и-
(14)
дс асх
„ х — 1а ,
дх ах
где са (х) - удельная объемная (эффективная) концен трация конденсата.
С учетом сделанных пояснений, дифференциаль ная математическая модель задачи имеет вид:
дс_ дт
д дс
--,ЫхХ,-,
дх дх
дс 'дт'
Для получения вариационной формулировки задачи воспользуемся вариационным принципом для моделей процессов молекулярного тепломассообмена в сплошной среде с учетом внутренних процессов сорбции, изложенных в монографии [40]. Кроме того, воспользуемся методикой перехода от варьирования по химическим потенциалам к варьированию по концентрациям компонентов макросистемы, изложенной монографии (Чиковани, Долгоруков, 1991) [40]. Так как, в соответствии с граничными условиями задачи, вариация концентрации на границах области решения равна нулю, то вариационная математическая модель задачи имеет вид:
,дс дс" дс Nc>cl ¿> --Ü(X) —--;—bcz(x)
н н с
дт
дх дх
дт
dT = 0
(16)
Искомое решение можно аппроксимировать системой линейных сплайнов [40] c неравномерным шагом разбиения пространственной области (Ши, 1988) [41].
11. ВКЛАД ВОДОРОДА В ОБЩУЮ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ И ТЕПЛОВОЙ ПОТОК, ПОСТУПАЮЩИЙ К ЖИДКОСТИ
Вклад водорода в общую теплопроводность теплоизоляции можно оценить по диаграмме рис. 10.
Величина теплового потока падающего на кожух криогенного резервуара определяется по закону Ньютона (Newton):
0 = aFixT , (17)
Величина теплового потока, поступающего к жидкости, в свою очередь, определяется по гипотезе БиоФурье :
_ di
-лп„—агат дп
(18)
Концентрация водорода при температуре в данной точке поперечного сечения пакета равна С (х). На этом основании область решения задачи может быть ограничена наиболее теплой частью теплоизоляции, где интенсивность процесса адсорбция-десорбция водорода при незначительных колебаниях температуры ЭВТИ равна нулю: х е [0,4(т)].
Скорость движения (т) границы зоны адсорбции-десорбции 1а(т) будем определять из уравнения баланса:
] /дт X
аи = )„=„с
дп
\ т. о. а = -Лп„ —, Л = Х"1.
дп '
с(0,т) = сп(т), с(1и(т) = сД/,(г-)),с(х,0) = с„(х),
Тогда О будет зависеть от Х'^ или Д/. В свою очередь Л.™ = Л,т -г Лл, -г Лт!1т , Лл1 = Л^ + Л., При увеличении давления в ТИП, начиная с величины 10-1Па роль переноса теплоты молекулами газов по сравнению с другими механизмами переноса тепла сильно возрастает. Известно также, что вклад остаточного водорода в величину Ли необычайно велик, на (рис. 10) показана сравнительная картина коэффициента теплопроводности для различных газов. В модельных экспериментах (рис. 11) (уменьшенные макеты) в НПО "Криогенмаш", проводившиеся Фетисовым Ю. Н. наблюдалась аномальная зависимость повышения испаряемости криогенной жидкости (гелия) от напуска небольших порций водорода по 5 см3 теплоизоляционную полость.
12. РЕАЛИЗАЦИЯ СПОСОБА С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ МИНИМУМА ВРЕМЕННЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАТРАТ
г
где 1а {т) = jwa (т)dr .
Эта задача решается методом конечных элементов по пространственной переменной и методом конечных разностей по времени.
Идея снижения временных и экономических затрат при осуществлении способа заключается в модернизации технологического процесса предложенного в работах [8, 9, 15], а именно в напуске расчетного или автоматически определяемого количества водорода в
as
вакуумную полость через прецизионный натекатель, например [42 - 44]. На рис. 12 изображен вакуумный натекатель, снабженный специальным прецизионным приводом [42].
Основная идея рассматриваемого устройства заключается в том, что для снижения влияния на точность перемещения иглы инструментальной ошибки прибора, а также для повышения точности при установке необходимого зазора за счет снижения коэффициента передачи вращательного движения гайки в поступательное движение иглы резьбовой механизм перемещения конической иглы связан с иглой опосредованно через второй регулятор положения иглы (гидравлический редуктор) с заданным коэффициентом передачи.
Натекатели [42 - 46] обеспечивают автоматическое заполнение вакуумной теплоизоляционной полости водородом до заданного давления при наличии обратной связи с датчиком давления в ТИП, уровнемером [47] или измерителем температуры периферийных слоев жидкости [48, 49]. При этом, водород уже, практически, не поглощается КСН, т. к. адсорбент уже насыщен водородом. При увеличении концентрации водорода, в связи с его сверхвысокой теплопроводностью по сравнению с остальными газами остаточной атмосферы, резко увеличиваются тепло-притоки к криогенной жидкости.
Периферийные слои разогреваются значительно быстрее. Время тж , определяемое по формуле (6) будет значительно меньше, чем в технологии [8, 9, 15]. Необходимо отметить, что при реализации способа, устройства парирования температурной стратификации (температурной неоднородности) [10] криогенной жидкости, например, [50] должны быть остановлены.
ВЫВОДЫ
Сама практика эксплуатации крупных криогенных резервуаров подсказала возможность реализации рассматриваемого в этой работе способа регенерации встроенных криоадсорбционных насосов. Во время штатного цикла хранения, заправки и выдачи криогенного водорода наблюдалось повышение температуры криогенной жидкости при увеличении давления в криогенном сосуде. Это же явление описано в известных нам работах (Домашенко, 1983) [51, 52]. Для использования этого явления был разработан способ низкотемпературной регенерации.
Способ позволяет обеспечить рациональное использование технологического изменения средней температуры криогенной жидкости для проведения "холодной" регенерации встроенных КСН без опорожнения криогенного резервуара. В некоторых случаях, для экстренного предупреждения аварийного режима ТИП криогенного резервуара, целесообразно проведение искусственного цикла термоциклиро-вания криогенной жидкости путем изменения давления в газовой подушке.
Используя способ, можно достичь существенного снижения энергетических и эксплуатационных затрат. Сокращаются потери криоагента в процессе регенерации за счет исключения штатных операций опорожнения емкости и ее отогрева со значительными потерями жидкого водорода при его вынужденном вытеснении в порожний резервуар и обратно. Реализация способа существенно увеличивает паспортный
межрегламентный период эксплуатации КСН. Способ полезен при эксплуатации крупных криогенных комплексов с тенденцией их развития в сторону безлюдной технологии. Способ способствует существенному увеличению эксергетического КПД хранения криогенного водорода в резервуаре [53-55].
ЛИТЕРАТУРА
[1] Каганер М.Г. Тепловая изоляция в технике низких температур. М.: «Машиностроение», 1966, 275 стр.
[2] Гусев А.Л., Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Поно-маренко А.Т., Травкин В.С. Теплоизоляционные материалы для криогенных систем: новые эффекты, структуры и принципы их конструирования. Сборник научных трудов Научно-Практической конференции материаловедческих обществ России «Новые конструкционные материалы», Звенигород - 2000. Москва, 13-15 декабря, 2000 года. МИФИ. 195 стр, стр. 97-98.
[3] Gusev A.L., Hampton M.D., Zolotuchin I.V., Kalinin J.E., Ponomarenko A.T., Travkin V.S., Veziro-glu T.N. SUPERINSULATION: NEW EFFECTS, STRUCTURES, DESIGN PRINCIPLES. Extended Abstracts of the «Eurofillers' 01» Conference juli 912, 2001, Lodz (Poland) Technical University of Lodz., C-10, pp.102/C-10/1 - 103/C-10/2.
[4] Гусев А.Л. Влияние газовых промывок на функционирование адсорбционных устройств. Доклад на 10-ой Международной конференции по вакуумной технике "Состояние и перспективы развития вакуумной техники» «Вакуум-2001», май 2001 года, стр. 90-93, Казань.
[5] Гусев А.Л. Аномалии остаточного давления в суперизоляции при аварийных режимах эксплуатации криогенных объектов. //Альтернативная энергетика и экология, №1 2000, стр. 55-75.
[6] Гусев А.Л. Дефектоскопия крупных криогенных объектов с учетом эффекта эффузионно индуцированной водородной неустойчивости суперизоляции. // Альтернативная энергетика и экология, №1, 2000, стр.103-108.
[7] Гусев А.Л. Тезисы доклада на Второй международной конференции "ВОМ-98": " Оценка возможности практической реализации низкотемпературной регенерации встроенных криоадсорбционных устройств в теплоизоляционной полости водородного криогенного резервуара с вытеснительной подачей криогенной жидкости". Сборник информационных материалов Второй международной конференции "ВОМ-98", Донецк, 1998, стр.180. Под ред. проф. Гольцова В.А.
[8] Гусев А.Л. Низкотемпературная регенерация криоадсорбционных устройств в теплоизоляционной полости водородного криогенного резервуара. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. "Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники", 1999, Вып.1(9), стр. 19- 27.
[9] Gusev A.L. Thermodynamic peculiarities of low-temperature regeneration of cryosorption devices in heat-insulation cavities of hydrogenous cryogenic tanks. // Int. J. of Hydrogen Energy, 2001, Vol. 8, pp.863-871.
[10] Филин Н.В., Буланов А.Б. Жидкостные криогенные системы. - Л.: Машиностроение, Ленингр. Отд-ние, 1985.- 247 с., ил.
[11] Гусев А.Л. и Дядюченко Ю.П. «Таинственный остров» Бориса Шелища. // Санкт-Петербургские ведомости. Санкт-Петербург, 18 апреля 2001 года, №73 (2462), стр. 5.
[12] Гусев А.Л. и Дядюченко Ю.П. Создание первого водородного автомобиля. Водородный заслон.
1 часть.// Городской курьер. Саров, 20 сентября 2001 года, №38 (838), стр. 6.
[13] Гусев А.Л. и Дядюченко Ю.П. Создание первого водородного автомобиля. Водородный заслон.
2 часть. // Городской курьер. Саров, 4 октября 2001 года, №40 (840), стр.10.
[14] Гусев А.Л. Первый Международный Семинар «Безопасность и экономика водородного транспорта». // Научно-популярный журнал «Атом», №14, 2000, стр. 44- 46.
[15] Ильина Ю.А. Бензин кончится, вода - никогда! По Москве уже ездит водородная ... девятка».// За рулем, №2, 2000, стр. 57-58.
[16] Швачко В.И. Информация о Международном научном журнале «Альтернативная энергетика и экология».// Автоматическая сварка, №2 (575), 2000, стр.36.
[17] Гусев А.Л. Хроника. Первый Международный семинар по безопасности и экономике водородного транспорта - 1Е88ЕИТ-2000// Инженерно-Физический журнал, Том 73, №6, 2000, стр. 1376 - 1377.
[18] Гусев А.Л. и Дядюченко Ю.П. «Архимедово решение» Бориса Шелища.// Изобретатель и Рационализатор, №3, 2002.
[19] Гусев А.Л. и Дядюченко Ю.П. "ТАИНСТВЕННЫЙ ОСТРОВ" БОРИСА ШЕЛИЩА: НАЧАЛО ВОДОРОДНОГО ВЕКА// Техника молодежи, №4, 2002.
[20] Гусев А.Л., Дядюченко Ю.П., Чертов В.М. Экономическая, энергетическая, экологическая и геополитическая безопасность России в 21 веке. Нужна ли России водородная энергетика? Сборник докладов IV Международной научно-практической конференции «ЭКОНОМИКА, ЭКОЛОГИЯ И ОБЩЕСТВО РОССИИ В 21-м СТОЛЕТИИ» 21-23 мая 2002 г.
[21] Легасов В.А. и др. Атомно - водородная энергетика и технология: Сб. статей. Вып.8. - М.: Энерго-атомиздат, 1988. - 272 с.
[22] Андреев В., Борисов В., Климов В., Малышев В., Орлов В. Внимание: газы. Криогенное топливо для авиации.- М.: Моск. Рабочий, 2001.- 224 с., ил.
[23] Фролов Е.С., Минайчев В.Е., Александрова А.Т. и др. ; под общ. ред. Фролова. Е.С. Вакуумная техника: Справочник.- М.: Машиностроение, 1985. -360 с., ил.
[24] Патент РФ № 2052158. Способ работы вакуумного криоадсорбционного устройства в теплоизоляционной полости криогенного резервуара. Гусев А.Л., Исаев А.В., Куприянов В.И., Макаров А.А. , Терехов А.С.. - Заявл. 13.11.91., №5009136/ 06, опубл. БИ № 1, 1996, МКИ Е04В37/02.
[25] Исаев А.В. Криоадсорбционные насосы и устройства с пористыми экранами. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. - Балашиха Моск. обл., 1984.
[26] Архаров А.М., Марфенина И.В., Микулин Е.И. Криогенные системы: Основы теории и расчета: Учебник для студентов вузов по специальности "Криогенная техника"-2°" изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988.- 464 с.: ил.
[27] Жунь Г.Г. Неизотермический конденсационно-адсорбционный насос для откачки и разделения
газовых смесей.// Вопросы атомной науки и техники. Сер. "Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники". 1998. Вып.1(2). 1-112.
[28] R.A. Haefer. Kryo-vakuumtechnik. Soringer-Verlag Heidelberg, 1981.
[29] Патент РФ № 2113871. Способ предупреждения пожара в замкнутых емкостях и трубопроводах и устройство для его осуществления. Гусев
A.Л., Бачерикова И.В., Белоусов В.М., Ляшенко Л.В., Рожкова Э.В., Кряковкин В.П., Куприянов
B.И. и др. - Заявл. 19.01.96., №96100184, МКИ А62С2/00, 3/00, опубл. БИ 1998, №18.
[30] Гусев А.Л., Белоусов В.М., Бачерикова И.В., Ля-шенко Л.В., Рожкова Э.В. Водородный сенсор для криогенно-вакуумных объектов.// Вопросы атомной науки и техники. Сер. "Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники". 1999. Вып.1(9). 28-33.
[31] Патент РФ №2022202. Криогенный резервуар. Гусев А.Л., Кудрявцев И.И., Куприянов В.П., Кур-ташин В.Е. - Заявл. 24.04.91., №4931238/26, МКИ F17C3/00, 3/08, опубл. БИ 1994, №20.
[32] Патент РФ № 2082911. Криогенный резервуар. Гусев А.Л., Кудрявцев И.И., Куприянов В.И., Кря-ковкин В.П., Терехов А.С.- Заявл. 13.11.91., № 5009089/25; опубл. БИ 1997, №18, МКИ F17C3/08.
[33] Патент РФ №2177100. Способ эксплуатации криогенных трубопроводов и криогенный трубопровод. Гусев А.Л. - Заявл. 21.07.1999, № 99116137/ 06; опубл. БИ 2001, №35, МКИ F16L9/18, 59/06.
[34] Brunauer, S.: The adsorption of gases and vapors. Princeton 1945.
[35] Михальченко Р.С., Клипач Л.В., Гончаренко Л.Г. Исследование влияния вымороженной углекислоты на эффективность слоисто-вакуумной изоляции. - В кн.: Вопросы гидродинамики и теплообмена в криогенных системах, 1973, Харьков, вып. 3, с. 95-99.
[36] Фетисов Ю.Н., Каганер М.Г. Создание вакуума в теплоизоляционной полости криогенных сосудов с использованием конденсируемого газа и адсорбента. - В кн.: Вопросы атомной науки и техники. -Серия: Физика и техника высокого вакуума. Харьков, ХФТИ АН УССР, 1977, вып. 2(8), с.91-94.
[37] Бреславец К.Г., Григорова Т.К., Коган В.С., Колобро-дов В.Г., Селиверстова Л.П. Исследование адсорбции водорода на цеолите СаЕН-4В в интервале температур 20,4-78 К. // ВАНТ 4 (14), 1980, стр. 96-99.
[38] Чиковани В.В. Основы аналитической термодинамики. Л.: Военный инженерный краснознаменный институт им. А.Ф. Можайского, 1984,
[39] Гетманец В.Ф., Михальченко Р.С. Вакуумирова-ние и газовыделение непрогреваемых вакуумных систем // Исследование процессов в криогенных и вакуумных системах.- Киев, 1982. - С. 56-86.
[40] Чиковани В.В., Долгоруков Н.В. Вариационные принципы и методы решения задач тепломассообмена. С.-П.:Гидрометеоиздат, 1991.
[41] Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена. М.:Мир,1988.-544.
[42] Патент РФ №2051349. Устройство для регулирования потока контрольного газа. Гусев А.Л., Кудрявцев И.И. - Заявл. 03.06.91., №4941283/28, опубл. БИ 1995, №36, МКИ G01M3/02.
[43] Патент РФ №1647319. Устройство для регулирования потока контрольного газа. Гусев А.Л., Кудрявцев И.И. - Заявл. 06.12.88., № 4615269/28, опубл. БИ 1991, № 17, МКИ G01M3/04.
7G
[44] Патент РФ № 1772644. Устройство для регулирования потока контрольного газа. Гусев А.Л., Кудрявцев И.И., Цветков А.Е. - Заявл. 15.10.90., № 4873969/ 28, опубл. БИ 1992, № 40, МКИ 001М3/04.
[45] Гусев А.Л. Прецизионные регулируемые вакуумные натекатели микропотоков газов и паров для контроля герметичности энергетических объектов (краткий обзор).// Альтернативная энергетика и экология, №1, 2002, стр.30 - 48.
[46] Гусев А.Л. Прецизионные регулируемые натекатели (краткий обзор)// Доклад на 10-ой Международной конференции по вакуумной технике "Состояние и перспективы развития вакуумной техники» «Вакуум-2001», май 2001 года, стр. 227-228, Казань.
[47] Патент РФ №1777006. Датчик уровня. Гусев А.Л., Кудрявцев И.И., Куприянов В.И., Курташин В.Е., Шуклин А.Д.- Заявл. 22.01.91., №4904413/10, опубл. в БИ №43, 1992, МКИ С01Е23/56.
[48] Гусев А.Л. Вакуумная система течеискателя.// Изобретатель и рационализатор, №3, 1997, стр. 18.
[49] Патент РФ №1779961. Вакуумная система течеис-кателя. Гусев А.Л., заявл. 27.02.91., №491147754/ 28, опубл. в БИ №45, МКИ 001М3/02, 1992.
[50] Патент РФ № 2091662. Устройство для хранения криогенной жидкости. Гусев А.Л., Рязанцев А.А., Кулик О.Л. и др. - Заявл. 13.11.91., № 5009277/26, опубл. БИ 1997, №27, МКИ Е17С.
[51] Домашенко А.М., Агафонов И.М. Экспериментальные исследования тепломассообмена при бездренажном хранении криогенных продуктов до закритического давления//Хим. И нефт. Машиностроение.- 1984.-№9, с.27-29.
[52]Агафонов И.М., Домашенко А.М. Нагрев жидкого водорода в резервуарах с закрытым газосбросом. Сборник научных трудов под ред. В.И. Сухова. Балашиха: НПО «Криогенмаш», 1990, стр. 45-50.
[53] Бродянский В.М., Семенов А.М. Термодинамические основы криогенной техники. - М.: Энергия, 1980, 448 с., ил.
[54] Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксер-гетический метод и его приложения. -М.: Энер-гоатомиздат, 1988.- 288 с.
[55] Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. - М.: Энергия, 1968, 279 с., ил.
