Каталитическое покрытие
Cтраница 3
Jq / J c рассчитанное в критической точке сферы с радиусом затупления RQ О, 3048 м при ее полете в атмосфере Земли со скоростью VQQ 7, 93 км / с. Пунктирными линиями показаны зависимости для различных значений вероятности гетерогенной рекомбинации ( 70 TN 7w) - Видно, что при очень больших и очень низких высотах тепловой поток почти не зависит от скорости рекомбинации на поверхности. При средних высотах тепловой поток заметно уменьшается при использовании низко каталитических покрытий. [31]
 |
Влияние высоты полета на теплообмен с каталитической поверхностью при различных значениях вероятности гетерогенной рекомбинации. [32] |
Jq / J c, рассчитанное в критической точке сферы с радиусом затупления RQ 0 3048 м при ее полете в атмосфере Земли со скоростью Т о 7, 93 км / с. Пунктирными линиями показаны зависимости для различных значений вероятности гетерогенной рекомбинации ( 70 - TN - 7w) - Видно, что при очень больших и очень низких высотах тепловой поток почти не зависит от скорости рекомбинации на поверхности. При средних высотах тепловой поток заметно уменьшается при использовании низко каталитических покрытий. [33]
В схеме предусмотрены три разделительные колонки, так как на одном сорбенте нельзя разделить такую сложную смесь, как продукты неполного сгорания топлива. Пройдя разделительную колонку 1, элюат поступает в рабочую камеру детектора 7, в которой размещен чувствительный элемент с каталитическим покрытием. Второй элюат ( аргон) омывает соединенные последовательно разделительные колонки 2 и 3 и попадает в рабочую камеру детектора 8, где также расположен чувствительный элемент с каталитическим покрытием. [34]
С этой точки зрения более универсальным является комбинированный детектор типа Союз, разработанный ЭНИН и ЦКТИ. Здесь рабочий и сравнительный элементы помещены в самостоятельные камеры, через которые независимо друг от друга протекают два потока газа-носителя. Каждый из элементов поочередно выполняет функции рабочего. Один из элементов выполнен с каталитическим покрытием; а нем можно производить определение Н2, СО, СН4 и других горючих газов. Другой элемент - без каталитического покрытия - работает по принципу катарометра; на нем можно производить определение 02, N2, CO2 и других негорючих газов. Детектор приспособлен для одновременной работы на двух газах носителях. [35]
В этом разделе приводятся некоторые результаты из этой работы. На рис. 3.11 [44] в зависимости от высоты полета h для различных значений коэффициента каталитической активности поверхности kw приведены величины снижений теплового потока Jq / J c в критической точке космического аппарата Бор при его входе в атмосферу Земли. Кривые 1, 2 и 3 соответствуют значениям kw 0, ЗиЮ м / с. Этот рисунок показывает, что за счет применения низко каталитического покрытия ( kw 0) тепловой поток к поверхности на значительной части траектории входа аппарата Бор в атмосферу может быть снижен в 2 - 3 раза. [36]
Первые могут применяться для измерения концентрации газов, теплопроводность которых отличается от теплопроводности воздуха, вторые - для определения концентрации горючих газов. Теплопроводность водорода и углекислого газа значительно отличается от теплопроводности воздуха. Чувствительный элемент, служащий для измерения содержания этих газов, обычно выполняется в виде платиновой проволочки, включаемой в мостовую схему и нагреваемой током до 120 - 150 С одновременно с сопротивлением, компенсирующим влияние изменения температуры окружающей среды. Чувствительный элемент с дожиганием отличается только более высоким уровнем температуры ( 400 - 500 С) и каталитическим покрытием проволочки. Схема магнитного измерительного устройства, приведенная на фиг. [37]
Иногда металл используют не в виде присадки, а наносят на поверхность фильтра. При нормальной работе двигателя этот прием дает такой же эффект, как и введение присадки в топливо. Однако каталитические покрытия медленно отравляются серой, содержащейся в топливе. Кроме того, если двигатель долгое время работает в режиме холостого хода и на малых нагрузках, когда температура ОГ невелика, каталитическое покрытие не обеспечивает выгорания сажи, которая накапливается, а при переходе двигателя на большие нагрузки интенсивно выгорает с развитием опасных для фильтра температур. Что же касается присадки, то в режиме холостого хода для достижения необходимого эффекта можно просто увеличить ее концентрацию в топливе. [38]
На рис. 3.16 [54] представлены распределения температуры поверхности для моментов времени t 450 с и t 650 с от начала входа космического аппарата Спейс Шаттл в атмосферу во время его второго полета. Квадратиками помечены экспериментальные данные, полученные для плиток RCG, а кружочками - для черной шпинели. Штриховой линией показана температура на идеально каталитической поверхности. Видно, что на плитках с покрытием RCG значения Tw повсюду на 15 - 35 % ниже равновесных, а на плитках с высоко каталитическим покрытием ( черная шпинель) - выше равновесных. [39]
В [9] рассматривается ситуация, которая имеет место при определении вероятности рекомбинации атомов кислорода газодинамическими методами, и для которых характерна замороженность реакций в газовой фазе. Считается также, что гетерогенная рекомбинация протекает по ударному механизму Или Райдила. Это обусловливает погрешность восстановления коэффициента рекомбинации по измеренному тепловому потоку, достигающую целого порядка. Отметим также, что в [9] показано, что на траектории входа планирующего аппарата в атмосферу Земли возбужденные частицы оказывают влияние на тепловой поток к поверхности с высокими каталитическими свойствами, а для низко каталитических покрытий их влияние не столь существенно. [40]
В [9] рассматривается ситуация, которая имеет место при определении вероятности рекомбинации атомов кислорода газодинамическими методами, и для которых характерна замороженность реакций в газовой фазе. Считается также, что гетерогенная рекомбинация протекает по ударному механизму Или-Райдила. Это обусловливает погрешность восстановления коэффициента рекомбинации по измеренному тепловому потоку, достигающую целого порядка. Отметим также, что в [9] показано, что на траектории входа планирующего аппарата в атмосферу Земли возбужденные частицы оказывают влияние на тепловой поток к поверхности с высокими каталитическими свойствами, а для низко каталитических покрытий их влияние не столь существенно. [41]
С этой точки зрения более универсальным является комбинированный детектор типа Союз, разработанный ЭНИН и ЦКТИ. Здесь рабочий и сравнительный элементы помещены в самостоятельные камеры, через которые независимо друг от друга протекают два потока газа-носителя. Каждый из элементов поочередно выполняет функции рабочего. Один из элементов выполнен с каталитическим покрытием; а нем можно производить определение Н2, СО, СН4 и других горючих газов. Другой элемент - без каталитического покрытия - работает по принципу катарометра; на нем можно производить определение 02, N2, CO2 и других негорючих газов. Детектор приспособлен для одновременной работы на двух газах носителях. [42]
Данные летных экспериментов для аппаратов Бор и Буран. В этом разделе приводятся некоторые результаты из этой работы. На рис. 3.11 [44] в зависимости от высоты полета h для различных значений коэффициента каталитической активности поверхности kw приведены величины снижений теплового потока Jq / jfc в критической точке космического аппарата Бор при его входе в атмосферу Земли. Кривые 1, 2 ж 3 соответствуют значениям kw О, 3 и 10 м / с. Этот рисунок показывает, что за счет применения низко каталитического покрытия ( kw 0) тепловой поток к поверхности на значительной части траектории входа аппарата Бор в атмосферу может быть снижен в 2 - 3 раза. [43]
При этом в процессе реакции водорода и кислорода образуется вода и вырабатывается электрический ток, используемый для привода колес автомобиля. В качестве водородсодержащего топлива, как правило, используется либо сжатый водород, либо метанол. Преимуществами топливных элементов являются их высокий КПД, низкий уровень шума, нулевой или близкий к нулевому уровень выбросов вредных веществ, возможность использования возобновляемых энергетических ресурсов. Однако существуют и серьезные недостатки. Стоимость только платины в современной системе с топливными элементами мощностью 50 кВт оценивается величиной 57 долл. Одна эта составляющая стоимости выше величины, которую должна иметь вся силовая установка к 2004 г. ( 50 долл. Потребности в платине, необходимой для создания каталитического покрытия электродов топливных элементов, слишком велики и не могут быть обеспечены промышленностью. [44]
Корабли такого типа используют атмосферу для уменьшения энергии, чтобы вернуться с геостационарной орбиты Земли, с Луны или с Марса. Аналогичные концепции кораблей планируются и при входе в атмосферу Марса. Желательно, чтобы тепловые потоки и нагрузка при таких маневрах были как можно меньше. Следовательно проектируемые траектории должны быть как можно выше. При полете с большой скоростью на большой высоте имеет место поток с высокой энергией и малой плотностью. Поэтому химический состав в ударном слое вблизи поверхности значительно отличается от равновесного, и для снижения аэродинамического нагрева можно использовать низко каталитические покрытия. При этом нагрев будет гораздо меньше, по сравнению с такими аппаратами, как командный модуль Апполона или баллистическая ракета, которые совсем немного времени находятся на больших высотах и входят в атмосферу по баллистической траектории. [45]
Страницы: 1 2 3