×
02.09.2019
219.017.c668

Способ получения восстановительного газа

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002698781
Дата охранного документа
29.08.2019
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к ракетной технике. Способ получения восстановительного газа, основанный на газификации жидких окислителя и избыточного количества горючего путем их химического взаимодействия в нескольких зонах, в соответствии с изобретением полный расход окислителя предварительно газифицируют в первой зоне взаимодействием с малой частью расхода горючего, этот окислительный газ используют в качестве эжектирующего рабочего тела в эжекторе-дожигателе конденсированной фазы во второй зоне, газ из которого смешивают для взаимодействия в третьей зоне с оставшейся частью расхода горючего, затем полученный восстановительный газ путем сепарации разделяют на очищенный газ, который подают потребителю, и псевдоожиженную небольшим расходом газа конденсированную фазу, которую используют в качестве эжектируемого рабочего тела в упомянутом эжекторе-дожигателе. Изобретение обеспечивает предотвращение образования отложений на стенках газоводов, увеличение работоспособности, а также уменьшение абразивного действия генерируемого газа за счет уменьшение содержания в нем конденсированной фазы.1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в двигателестроении. В жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) восстановительный газ используется для подачи на турбину (преимущественно в схемах без дожигания этого газа) и для наддува баков. Данное изобретение применимо к ЖРД, использующих углеродосодержащее горючее (кроме метана), таких как керосин и аминные горючие.

Для указанных целей требуется получить газ заданной из условий работоспособности материалов температуры и возможно большей работоспособности (RT). Известны способы получения восстановительного газа, основанные на газификации жидких окислителя и горючего путем из химического взаимодействия при избытке горючего в однозонных газогенераторах (см. книгу Г.Г. Гахун и др. "Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей", М., Машиностроение, 1989, раздел 8.1 стр. 139-146). Процессы генерации восстановительного газа при избытке упомянутых горючих протекают существенно неравновесно с образованием большого количества конденсированной фазы (сажи). При этом требуется конструктивными методами сместить равновесие в сторону образования меньшего количества конденсированной фазы и, соответственно, большей работоспособности газа. Для этого используют двузонные газогенераторы.

Известен газогенератор жидкостного ракетного двигателя (патент RU №2204732), реализующий способ газогенерации, взятый за прототип, в котором компоненты топлива первоначально сжигают при соотношении, близком к стехиометрическому (первая зона), а затем в полученные продукты сгорания (во второй зоне) подмешивают избыточный компонент (в данном случае окислитель). Данный способ газификации реализует химическое взаимодействие в двух зонах компонентов, один из которых является избыточным, что позволяет частично сместить равновесие в нужную сторону.

Вместе с тем в двузонных и, особенно, однозонных восстановительных газогенераторах при избытке горючего значительная часть кислорода окислителя тратится на связывание водорода с образованием воды, поэтому на связывание углерода кислорода не хватает, и он остается в виде конденсированной фазы (сажи). Чтобы избежать этого, необходимо использовать кислород преимущественно для связывания углерода с образованием углекислого, а лучше, угарного газов. Тогда оставшийся углерод останется связанным с водородом в виде низкомолекулярных углеводородов.

Изобретение направлено на уменьшение содержания конденсированной фазы в генерируемом восстановительном газе, что позволяет повысить его работоспособность и, следовательно, количество энергии, вырабатываемой на турбине; уменьшить абразивное воздействие конденсированной фазы на газоводы и турбину и, следовательно, увеличить ресурс ЖРД; предотвратить образование отложений газоводах, что повышает надежность ЖРД и расширяет возможности использования данного газа в схеме двигателя (для дожигания, для вдува в сопло).

Этот технический результат достигается за счет того, что при газификации окислителя и избыточного количества горючего путем их химического взаимодействия в нескольких зонах весь расход окислителя, предварительно газифицированный в первой зоне взаимодействием с малым расходом горючего, подают в эжектор-дожигатель для взаимодействия с углеродом конденсированной фазы во второй зоне, которую отделяют от вырабатываемого газа в сепараторе. В эжекторе-дожигателе углерод частично сгорает с образованием углекислого газа, частично газифицируется за счет реакции С+СO2=2СО. В полученный газ

подают оставшуюся часть расхода горючего (третья зона), при этом содержащийся в нем водород преимущественно остается связанным с углеродом, т.к. весь имеющийся кислород уже прореагировал. Подача конденсированной фазы из зоны пониженного давления за сепаратором обратно в камеру газификации горючего осуществляется за счет эжекции. Для этого окислитель газифицируют при более высоком давлении путем взаимодействия с небольшим расходом горючего и используют в качестве эжектирующего рабочего тела в эжекторе-дожигателе.

Подаваемые компоненты топлива могут быть предварительно использованы для охлаждения элементов конструкции газогенераторной установки или (и) других частей ЖРД. В этом случае возможна частичная или полная газификация окислителя вследствие теплообмена в трактах охлаждения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема газогенераторной установки, реализующей заявляемый способ смесеобразования.

Окислитель и малая часть горючего подают в камеру 1 предварительной газификации окислителя (первая зона). Полученный окислительный газ подают в эжектор-дожигатель 2 конденсированной фазы (вторая зона), а полученный газ направляют в камеру 3 газификации горючего (третья зона). В эту камеру подают основной расход горючего через шайбу 4, которая обеспечивает необходимое превышение давления в камере 1. Из образовавшегося в камере 3 газификации горючего газа в сепараторе 5 конденсированной фазы отделяют вырабатываемый очищенный газ, который подают потребителю, и псевдоожиженая небольшим расходом газа конденсированная фаза, направляемая в эжектор-дожигатель 2.

Процессы в восстановительных газогенераторах из-за своей неравновесности трудно поддаются расчету. Для предварительной оценки эффективности предлагаемой схемы были выполнены два равновесных термодинамических расчета на топливе керосин и кислород при одинаковой температуре газа. По этим расчетам исключение из продуктов сгорания воды привело к уменьшению образования сажи с 27% до 15% и увеличению работоспособности вырабатываемого газа на 7%.

Способ получения восстановительного газа, основанный на газификации жидких окислителя и избыточного количества горючего путем их химического взаимодействия в нескольких зонах, отличающийся тем, что полный расход окислителя предварительно газифицируют в первой зоне взаимодействием с малой частью расхода горючего, этот окислительный газ используют в качестве эжектирующего рабочего тела в эжекторе-дожигателе конденсированной фазы во второй зоне, газ из которого смешивают для взаимодействия в третьей зоне с оставшейся частью расхода горючего, затем полученный восстановительный газ путем сепарации разделяют на очищенный газ, который подают потребителю, и псевдоожиженную небольшим расходом газа конденсированную фазу, которую используют в качестве эжектируемого рабочего тела в упомянутом эжекторе-дожигателе.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 103.
20.01.2013
№216.012.1d54

Разъемный стык трубопроводов

Изобретение относится к агрегатам и узлам пневмогидросистем и предназначено для разъемного сочленения трубопроводов. Разъемный стык трубопроводов содержит наконечники на сопрягаемых трубопроводах, накидную гайку и уплотнение между наконечниками. На наконечнике, свободном от накидной гайки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473002
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d55

Бортовое разъемное соединение

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для модернизации борта ракеты-носителя, например, при подсоединении трубопровода термостатирования с последующим его отделением при старте. Техническим результатом изобретения является уменьшение силового воздействия на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473003
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.02.2013
№216.012.2336

Способ разрушения фрагментов космического мусора

Изобретение относится к области защиты космических объектов от космического мусора, метеоритов и других опасных объектов, а также для очистки околоземного космического пространства от прекративших активное существование ИСЗ, их обломков и отходов жизнедеятельности человека. Способ заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474516
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2337

Способ подавления упругих колебаний конструкции ракеты пакетной схемы

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для подавления упругих колебаний конструкций ракет космического назначения (РКН) пакетной схемы. Позиционные гироскопы установлены в трехстепенных подвесах и измеряют угловое положение ракеты. Скоростные гироскопы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474517
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2452

Способ определения негерметичности агрегатов, имеющих подвижные элементы

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для определения значения негерметичности агрегатов при воздействии вибрации, в том числе при резонансах его подвижных элементов, и направлено на повышение точности определения значения негерметичности агрегатов, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474800
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.26b1

Устройство металлизации корпуса изделия

Изобретение относится к устройствам защиты от электрических разрядов корпусов летательных аппаратов. Устройство металлизации корпуса изделия состоит из силовой конструкции, нанесенного на нее наружного слоя из нетокопроводного материала и металлических прокладок, обладающих электропроводностью....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475425
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.26b4

Способ управления угловым движением ракеты космического назначения

Изобретение относится к управлению движением изделий ракетно-космической техники. Способ осуществляется отклонением установленных по крестообразной схеме камер сгорания, расположенных в плоскостях стабилизации I, II, III и IV. При этом вырабатывают командные сигналы , , по тангажу, рысканию и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475428
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.02.2013
№216.012.2a4e

Способ бортового контроля для аварийного прекращения полета ракеты

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам космического назначения (РКН). Способ бортового контроля для аварийного прекращения полета ракеты заключается в периодическом вычислении в бортовой автоматической системе управления трех компонент вектора земной скорости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476357
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e53

Агрегат с радиальным потоком

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкции центробежных высокооборотных компрессоров. Агрегат с радиальным потоком содержит корпус, рабочее колесо, расположенное на валу, щелевое уплотнение и магистраль возврата утечек на всасывание. В указанном агрегате...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477390
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.04.2013
№216.012.32c1

Ракетный летательный аппарат

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях ракетных летательных аппаратов и ракетных двигателей. Ракетный летательный аппарат содержит корпус, ракетный двигатель с осесимметричным сверхзвуковым соплом, а также установленный на корпусе вокруг двигателя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478536
Дата охранного документа: 10.04.2013
+ добавить свой РИД