Разработка теплофизического метода и установки экспресс-контроля растворённого газа в ракетном топливе
Диссертация
Разработан и внедрён в опытное производство ОАО НПО «Химавто-матика» комплект конструкторской документации на установку измерения концентрации растворённого газа в жидком ракетном топливе, начато изготовление ещё двух опытных образцов и проводятся натурные испытания Ч установки в федеральном казённом предприятии «Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности». Изготовлен опытный… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Методы контроля растворённых газов в жидкости
- 1. 1. Хроматографические методы.'
- 1. 2. Мембранные методы
- 1. 3. Теплофизические методы
- 1. 4. Классификация разработанных теплофизических методов определения растворённого газа в жидксти
- 1. 5. Концепция работы
- Выводы по первой главе
- Глава 2. Стенд приготовления жидких проб с заданным содержанием растворённого газа
- 2. 1. Основы методики приготовления газожидкостной пробы с заданным содержанием растворённого газа
- 2. 2. Прямой метод определения концентрации растворённого газа в приготовленной газожидкостной пробе
- 2. 3. Дифференциальный метод определения концентрации растворённого газа в приготовленной газожидкостной пробе
- 2. 4. Сопоставление погрешностей приготовления газожидкостных смесей прямым и дифференциальным методом
- 2. 5. Создание газожидкостной смеси с двумя растворенными газами
- 2. 6. Определение коэффициента растворимости газа в эжидкости
- 2. 7. Аттестация стенда СПГС
- Выводы по второй главе
- Глава 3. Автоматическая установка экспресс-контроля растворённого газа в жидком ракетном топливе. Методические исследования
- 3. 1. Исследование основных положений метода анализа растворённого газа в жидкости теплофизическим методом
- 3. 2. Прямой метод определения концентрации растворённого газа в этаноле
- 3. 3. Дифференциальный метод определения концентрации растворённого газа в этаноле
- 3. 4. Определение парциального давления растворённого газа термокондуктометрическим методом
- 3. 5. Измерение концентрации растворённого азота и гелия в жидком ракетном топливе
- 3. 6. Проверка адекватности разработанной математической модели
- 3. 7. Оценка погрешности измерения растворённого азота и гелия в жидком ракетном топливе (амиле и гептиле)
- Выводы по третьей главе
- Глава 4. Разработка и экспериментальные исследования установки экспресс-контроля растворённого газа в ракетном топливе
- 4. 1. Программно-аппаратный комплекс для регистрации параметров циклов приготовления газожидкостных и измерения концентрации растворённого газа в жидких пробах
- 4. 2. -Стенд для приготовления жидких проб с заданным содержанием растворённого газа (СПГС)
- 4. 3. Автоматическая установка контроля растворённого газа в жидком ракетном топливе (УК-РГ.05)
- Выводы по четвёртой главе
- Выводы и основные результаты работы
- Список опубликованных работ
Список литературы
- Попков С.А., Рылов В. А., Бродский М. Ф. Установка для приготовления жидких проб с заданным содержанием растворённого газа // Приборы, № 9, 2009.-С. 41−43.
- Попков С.А., Рылов В. А. Приготовление жидких проб с заданной концентрацией растворённого газа // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-22. Сб. трудов XXII Межд. н. конф., т. 8. -Псков: изд-во Псков, гос. политехи, ин-та, 2009. — С. 31 — 33.
- Попков С.А., Рылов В. А., Определение коэффициента растворимости газов в жидкости // Математические методы в технике и технологиях — ММТТ-23. Сб. трудов XXIII Межд. н. конф., т. 7. Саратов: изд-во Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. — С. 93 -95.
- Попков С.А., Рылов В. А., Бродский М. Ф. Контроль чистоты газов, растворённых в жидкости // «Химия в строительных материалах и материаловедение в XXI веке». Межд. н. практ. конф., т. 4., Шымкент, 2008.-С. 242−244.
- Попков С.А. Манометрический метод измерения концентрации растворённых газов в жидкости // Сб. тезисов докладов н. конф. т. 1. -М.-МГУИЭ, 2010.-С. 172−173.
- Попков С.А., Есинова Н. К. Изучение установки приготовления жидких проб с определённым содержанием растворённого газа // Сб. тезисов докладов н. конф. -М.: МГУИЭ, 2010. С. 117 — 119.
- Киселев A.B., Иогансен A.B., Сакодынский К. И., Сахаров В. М., Яшин Я. И., Карнаухов А. П., Буянова Н.Е.: Куркчи Г. А. Физико-химическое применение газовой хроматографии. -М.: Химия, 1973. 256 с.
- Жуховицкий A.A. Туркелыауб Н. М. Газовая хроматография. М.: ГОС-ТОПТЕХИЗДАТ, 1962. 442 с.
- Шингляр М. Газовая хроматография в практике. -М.: Химия, 1964. 196 с.
- Айвазов Б.В. Введение в хроматографию. М.: Высшая школа. 1983. 240 с.
- Хахенберг X., Шмидт А. Газохроматографический анализ равновесной паровой фазы. М.: Мир. 1979. 160 с.
- Горшков А.И., Гумеров М. Ф., Леонтьева Е. И., Москвин Л. Н. Хромато-графическое определение газов, растворенных в воде // Журн. аналит. химии. 1986. Т. 41, № 1. 151 с.
- Ю.С. Другов, Л. А. Конопелько. Газохроматографический анализ газов. М.: МОИМПЕКС. 1995. 464 с.
- A.G. Vitenberg, B.V. loffe, Z.St. Dimitrova, I.L. Butaeva. Determination of gas-liquid partition coefficients by means of gas chromatographic analysis. // J. Chromat, 1975. V. l 12. P. 319.
- Березкин В.Г. Химические методы в газовой хроматографии В.Г. Бе-резкинМ.: Химия, 1980.-С. 183.
- Grob R.L. Modem practice of gas chromatography R.L. Grob N-Y.: Wiley., 1995 P. 261.
- Столяров Б.В. Практическая газовая и жидкостная хроматография СПб.: СпбУ, 1998.-С. 610.
- Байерман К. Высокоэффективная газовая хроматография К. Байерман -М.: Мир, 1987.-С. 427.
- Жуховицкий А.А. Руководство по газовой хроматографии А. А. Жухо-вицкий М.:Мир, 1979.- С. 246.
- Leathard D.A. Identification techniques in gas chromatography D.A. Lea-thard, B.C. Schurlock London: Wiley, 1982. P. 85.
- Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. 3-е изд., перераб. и до-полн., М.: Высшая школа, 1975. 568 с.
- Галюс 3., Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир. -1974.-552 с
- Делахей П. / Новые приборы и методы в электрохимии. // М.: Изд. иностр. лит. 1957. 509 с.
- Методы измерения в электрохимии. // Под ред. Егера Э., Залкинда A.M. М.: Мир. 1977. Т. 1. 585 с.
- Багоцкий Б.С. / Основы электрохимии. // М.: Химия 1988. 399 с.
- АгасянП.К. Основы электрохимических методов анализа. М.: Химия, 1984. 168 с.
- Мулдер М. Введение в мембранную технологию. М.: Мир, 1999. 513 с.
- Кестинг Р.Е. Синтетические полимерные мембраны. М.: Химия, 1991. 336 с.
- Кириченко В. И., Тимашев Ф., Ершова Л. А., Осокина В. К., Сердюкова М. А., Самсонова И. С., Будницкий Г. А. Получение и модификация газоразделительных мембран. Обзорн. информ., НИИТЭХИМ, Москва, 1989.
- Bell С.-М., Gerner F. J., Strathmann Н. Selection of polymers for pervapora-tion membranes II J. Membr. Sci. 1988. V. 36. P. 329.
- Рейтлингер А. Проницаемость полимерных материалов. M.: Химия, 1974. 272 с.
- Дытнерский Ю. И., Брыков В. П., Каграманов Г. Г. Мембранное разделение газов. М.: Химия, 1991. 344 с.
- Тимашев Ф. Структура и разделяющая способность мембран // ЖВХО им. Д. И. Менделеева. 1987. Т. 32. № 6. 627.
- Sada Е., Kumazawa H., Xu P., Nishigaki M. Mechanism of’gas permeation through glassy polymer films II J. Membr. Sci. 1988. V. 37. N 2. P. 179.
- Дургарьян С. Г., Ямпольский Ю. П., Платэ Н. А. Селективно проницаемые полимеры и газоразделительные мембраны: структура и транспортные свойства // Успехи химии. 1988. Т. 57. № 6. С. 982.
- Ohya Haruhiko, Kudryavtsev V. V., Semenova S. I. Polyimide membranes — application, fabrication, and properties. Tokyo: Gordon and Breach publishers, Kodansha, 1996. 314 c.
- Feng X., Huang R. Y. M. Liquid separation by membrane pervaporation: a review II Ind. Eng. Chem. Res. 1997. V. 36. P. 1066.
- Чалых A. E. Диффузия в полимерных системах. M.: Химия, 1987. 311с.
- Ковальцов В.А., Алесковский В. Б. Определение растворенного в воде кислорода. Госхимиздат, 1961.
- Скопинцев Б.А., Митягина О. В. Об определении растворенного в воде кислорода в присутствии восстановителей. // ЖПХ 1939, т. 12
- Б.А. Скопинцев, Ю. С. Овчинникова Определение растворенного кислорода в водах, содержащих различные окислители и восстановители.//ЖПХ 1933, т. 6, 1179 с.
- Аманазаров А. Шарнопольский А. И. Методы и приборы для определения кислорода. М.: Химия, 1988. 144 с.
- Сперанская Е.Ф. Оптические методы анализа. Часть 1. Алма-ата: Каз-ГУ. 60 с.
- Гришаева Т.И. Методы люминесцентного анализа: Учебное пособие для вузов. СПб.: АНО НПО «Профессионал», 2003. 226 с.
- Гармаш А.В. Введение в спектроскопические методы анализа. Оптиче-ские^методы анализа М. 1995 г., 38 с.
- Shahriari, M.R.- Murtaugh, М.Т.- Kwon, Н.С. Ormosil «Thin Films for Chemical Sensing Platforms» Chemical, Biochemical and Environmental Fiber Sensors IX, 1997, SPIE, Vol. 3105, p. 51.
- Божевольнов E.A. Люминесцентный анализ неорганических веществ. M.: Химия, 1966. 416 с.
- Michael Hack, Платонов М. М., ЭкоИнструмент, Москва, журнал «Химическая техника» № 3 за 2004. С. 48.
- Проспект фирмы «НАСН», 2010.
- ГОСТ 8.578−2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах, 2002.
- ГОСТ 12 997–84. Изделия ГСП. Общие технические условия, 1986.
- ГОСТ Р51 330.0. Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования, 2000.
- ГОСТ 14 254. Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP).
- ГОСТ 12.2.007. Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности, 2007.
- ГОСТ 21 128–83. Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В.
- ГОСТ 13 109–97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения, 1997.
- Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 с.
- Rype Y.H. The Liguid Phase Mixing of a Paiz of Jmpinging Streams JPL Progress Pept, 1953, Aug. № 20, p. 195.
- Глушко В.П. Жидкое топливо для реактивных двигателей.-М., 1936.
- Зрелов В.П., Серегин Е. П. Жидкие ракетные топлива.-М.: Химия.-1975, 320 с.
- Одрит JI, Orr Б. Химия гидразина. Пер. с англ. / Под ред. Я. М. Варшавского, М.: Издатинлит, 1954. 237 с.
- Gafarov A.N. Aminomethylation of hydrazine and methylhydrazine. // Russ. J. Org. Chem. 1971. V. 7. P. 1667.
- Ушакова В. Г, Шпигун O.A., Старыгин О. И. Особенности химических превращений НДМГ и его поведение в объектах окружающей среды //Ползуновский вестник. 2004. № 4. 184 с.
- Сотников Е. Е, Московии A.C. Газохроматографическое определение несимметричного диметилгидразина в воде.// Журн. аналит. химии. 2006. Т. 61. № 2. 142 с.
- Адушкин В.В. (ред.) Экологические проблемы и риски воздействий ракетно-космической техники на окружающую природную среду. М.: Ан-кил. 2000. 640 с.
- Брикун Н. К, Козловский М. Т., Никитина J1.B. Гидразин и гидроксила-мин и их применение в аналитической химии. Алма-Ата: Наука. 1967. 175 с.
- Греков А.П. Органическая химия гидразина. Киев: Технжа, 1966. 235 с.
- Коровин Н.В. Гидразин. М.: Химия, 1980. 272 с.
- Class J. B, Aston J.G. Trimethylhydrazine and Tetramethylhydrazine. /J. Am. Chem. Soc. 1953. V. 75. № 12. P. 2939.
- Булушев, Ф, Несимметричный диметилгидразин (НДМГ)/С.Ф.Булушев, Р. А. Гутнер и др.// ГИПХ, Л, 1968.
- Денисов В.П. Производные гидразина потенциально опасные канцерогенные химические соединения / В. П. Денисов, М. Ф. Савченков // Вопр. онкологии. — 1988. — Т. 34, № 9. Ю39 с.
- Ракетные топлива (по материалам зарубежной печати) / под ред. Я. М. Паушкина, А. З. Чулкова.-М.: Мир, 1975. 189 с.
- В.Н. Зрелов, Е. П. Серегин. Жидкие ракетные топлива. Издат.: Химия, 1975. 320 с.
- Коровин Н.В. Гидразин. М.: Химия, 1980. 272 с.
- Проспект фирмы «Orbisphere», 2009.
- Проспект фирмы «Honeywell», 2007.
- Проспект фирмы «DELTA», 2009.
- Проспект фирмы «ANALOG DEVICES», 2008.
- Проспект фирмы «FESTO», 2008.
- Проспект ОАО НПО «Химавтоматика», 2010.
- Malek К., Coppens М. О. Knudsen self- and Fickian diffusion in rough na-noporous media // Journal of Chemical Physics. — 2003. — B. 5. — T. 119. — C. 2811.
- Техническое задание на опытно-конструкторскую работу «Создание установки автоматического измерения массовых концентраций растворённых газов в КРТ» 458.14.27.2004 ТЗ.
- Рид Д., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. JI: Химия. 1982. 428 с.
- Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей / пер. с англ. подред. Б.И.Соколова- 3-е изд. Л.: Химия, 1982. 592 с.
- Г. С. Людмирская, Т. А. Барсуков, A.M. Богомолтный. Равновесие жидкость пар. Л.: Химия 1987. 335с.
- Э. Хала, И. Пик, В. Фрид, О. Вилим. Равновесие между жидкостью и паром. Пер. с англ. / Под ред. А. Г. Морачевского М., Изд. Иностр. лит. 1962. 438 с.
- Новичков В. С, Пылькин А. Н., Начала программирования на языке Qbasic, Изд. Горячая линия Телеком, 268 с.
- Копия акта об использовании результатов кандидатской диссертационной работы
- Директор Инженерного центра /1. УТВЕРЖДАЮ"
- Генеральный директор ОАО НПО «Химавтоматика"1. АКТоб использовании результатов кандидатской диссертационной работы Попкова Сергеи Анатольевичаглавного конструктора, к.т.н.1. Тишнн М.В.1. Главный конструктор ИЦГТС»
- Главный конструктор проекта
- Копия справки об авторском участии1. УТВЕРЖДАЮ"
- Генеральный директор ОАОНПО «Хнмавтоматикаь1. Г.
- СПРАВКА об авторском участии Попкова Сергея Анатольевича
- Настоящей справкой подтверждается, что Попков Сергей Анатольевич:
- Принимал участие в разработке теплофизического метода определения растворённого газа в жидкости.
- Разработал дифференциальный метод определения растворённого азота и гелия в приготовленных газожидкостных пробах.
- Участвовал в разработке, исследовании и испытаниях автоматической установки контроля растворённого газа в жидком ракетном топливе УК-РГ.05 в ОАО НПО «Химавтоматика».
- Участвовал в испытаниях установки УК-РГ.05 на жидкости эквиваленте в ОАО НПО «Химавтоматика».
- Принимал непосредсгвенлое участие в натурных испытаниях установки УК-РГ.05 для контроля растворённого газа в жидком ракетном топливе в ФКП «НИЦ РКП».
- Участвовал в разработке, исследовании и испытаниях стенда приготовления жидких проб с заданным содержанием растворённого газа С11ГС в ОАО НПО «Химавтоматика».
- Принимал участие в испытаниях стенда СПГС для цели утверждения типа, в результате чего на стенд СПГС был получен сертификат об утверждении типа средств измерений военного назначения № 33 698.
- Принимал участия в разработке и исследовании многоканального программно-аппаратного комплекса регистрации.
- Участвовал в разработке и корректировки конструкторской документации для выпуска установок УК-РГ.05./1. Тишин М.В.1. Главный конструктор ИЦГК1. Розинов Г. Л.
- Главный конструктор проекта, д.т.н.1. Рылов. В.А.1. Бродский М.Ф.
- Копия акта испытаний установки УК-РГ.051. УТВЕРЖДАЮ"1. АКТ
- Целью испытаний является проверка изготовленной установки УК-РГ.05 на соответствие требованиям технического задания 458.14.27.2004 ТЗ. Установка изготовлена в соответствии с комплектом КД МЕКВ.414 700.001.
- Установка УК-РГ.05 может быть передана на исиыпиельную базу для опытной эксплуатации.
- Директор Инженерного центра главного конструктора
- Главный конструктор ИЦГК Главный конструктор проекта Ответ венный исполнитель