Расчет геометрических параметров ресивера

Ресивер - промежуточная емкость в магистрали подачи, в которой поддерживается давление рабочего тела на заданном определенном уровне. Ресивер служит для сглаживания пульсаций давления при подаче рабочего тела из бака и стабилизация параметров газа в магистрали.

Из бака газообразное рабочее тело поступает в ресивер. Перед ресивером стоит электроклапан, который при открытии открывает доступ газу в ресивер. Электроклапан открывается в том случае, когда давление газа в ресивере снизилось ниже установленного значения и открывает доступ газу. Как только давление в ресивере достигнет требуемой величины , электроклапан закрывается.

Давление в ресивере устанавливается таким, чтобы оно было выше давления в трубопроводе на входе в движитель. Поэтому одним из условий является следующее -- рабочее тело должно вырабатываться настолько, чтобы  . Минимальное давление в полости ресивера задается системой управления для обеспечения расхода рабочего тела с заданной точностью.

РТ должно вырабатываться настолько, чтобы изменение массы РТ в ресивере  был намного меньше массы РТ в ресивере . При работе движителя необходимо, чтобы СХПРТ обеспечивала постоянный массовый расход РТ. При подачи РТ из ресивера в движитель, его масса уменьшается. Учитывая, что массовый расход РТ постоянный, получим массу газа в ресивере:

.(3.11)

Время одного цикла работы ресивера, учитывая время работы ЭРДУ, которое составляет 10% от всего времени существования КЛА, будет определяться как:

,(3.12)

где nвкл - число включений электроклапанов (т.е. ресурс электроклапанов).

Число включений электроклапанов в среднем составляет ~ 10000 .

Тогда рассчитаем время одного цикла работы ресивера :

В ЭРД расход рабочего вещества настолько мал, что в результате энергообмена с окружающей средой рабочего вещества в ресивере находится в термодинамически равновесном состоянии. Это означает, что для газа (или пара) в ресивере справедливо уравнение Менделеева-Клапейрона:

,(3.13)

Так как ресиверы, которые используются в СХП КЛА, термостатированы, то для рассчитываемого ресивера, исходя из опыта их применения, температуру рабочего тела принимаем равной 320 К, а давление примем равным 3 Па.

Масса рабочего тела, находящегося в ресивере в момент его заполнения, будет определяться как отношение массы рабочего тела, потребляемое за один цикл, к коэффициенту использования массы , который принимаем равным 3%.

,(3.14)

кг.

Таким образом, объем ресивера равен:

,(3.15)

м3.

Зная геометрическую форму бака, подбираем геометрическую форму ресивера. Форма резервуара ресивера должна быть такой, чтобы компоновочная схема СХП занимала наименьший объём на КЛА. Для бака сферической конфигурации целесообразно применять ресивер, имеющий конфигурацию тора.

Определим объём тора по формуле:

,(3.16)

Рис.3.1. Ресивер, имеющий конфигурацию тора

R = 0,5м; r = 0.07м.

Принимая во внимание то, что давление в ресивере значительно меньше, чем давление в баке, толщина стенок будет определяться требованием к жесткости ресивера. Принимаем толщину стенки ресивера δрс = 0,002 м.