Способ получения газовой среды для гермообъектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 В 11/00, В 64 6 1/4 Т К ПАТЕНТУ бин 11 с инципиальная эации способа я гермообьектов. Уст жидким ветстве кого регулир насос, испарит ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Воронин Г.И, Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. М,:Машиностроение, 1973, с. 111.Персер П., Дейджет МСмит Н, Пилотируемые космические корабли. Проектирование и испытание, М,: Машиностроение,1968, с. 176,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ГЕРМООБЬЕКТОВ(57) Изобретение относится к космическойтехнике, а более конкретно - к обеспечениогермообъектов газовой средой, адекватнойпо своему составу атмосферному воздуху.Целью изобретения является повышение Изобретение относится к космической технике, а более конкретно - к обеспечению гермообьектов газовой средой адекватной по своему составу атмосферному воздуху.Целью изобретения является повышение экономичности получения газовой среды для длительного функционирования гермообьектов.На фиг.1 представлена прсхема устройства по реалиполучения, газовой среды дл держит емкости 1 и 2 с жидким кислородом соотроводы 3 и 4 подачи жиджидкого кислорода, аны 5 и 6, смеситель 7, ль 9, датчик 10 состава экономичности получения газовой среды для длительного функционирования гермообъектов. Способ получения заключается в том, что испарение смеси жидкого азота и жидкого кислорода производят при давлении и температуре выше значений критического давления и критической температуры для кислорода, При сверхкритических значениях давления и температуры каждый из компонентов, составляющих гомогенный раствор азот-кислород, переходит в состояние,при котором Отсутствует граница раздела фаз жидкость-равновесный пар.Отсутствие границы раздела фаз устраняет воэможность непрерывного и последовательного изменения состава паровой фазы при переходе каждого компонента, составляющего жидкий гомогенный раствор, в гаэову 1 о фазу, 2 ил. ,1 о газовой смеси в испарителе. тургенератором тока 12, (Устройство работает следующим обрэ- СО зом, Жидкий азот из вкости 1 и жидкий кислород из емкости 2 под давлением не- Д сколько превышаощим давление насыщенного пара компонентов, по трубопроводу 3 ЬаффЮ и 4 соответственно подают в смаситель , в котором образуется гомогенный раствор, представляющий собой смесь жидкого азота иккидкого кислорода, Обрааоаааюииса а ла смесителе 7 гомогенный раствор насосом 8, создающим давление смеси выше значения критического давления для жидкого кислорода (Р5,1 МПа), подают в испаритель 9, С помощью регулирующих органов 5 и 6, управляемых по обратной связи датчиком 10 состава газовой смеси в испарителе 9,5 1 О 15 20 30 35 правило нелинейной.Йа графике рис,2 представлены кривые харак геризу 1 оьцие Г 1 аследсвательность изменения состава паровой (верхняя кривая) и жидкой (нижняя кривая) фаз гомогенноГО раствора жидкий кислород - жидкий азот при равновесном испарении такого растВара. Из Газфикз рис,2 следует, что при некатОООи темпера, уре51 Т Т 52 Где Т 51 и Т.,2 - температуры насыщения для первого и втоОГО компонентов Образующих рас. твор, газовая Фаза пар) содержит больше того компонента, температура кипения которого ниже, В гомагеннам растворе, какимявляется жидкий воздух, таким компонентом Оудет азот и поэтому ега мальная доля в газовой (паравой) фазе будет больше, чем В жидкой, Как следует из графика рис,2. принекоторой температуре Т состав паровой Фазы определяется точкой 2, лежащей на обеспечивают такое соотношение жидкого азота и жидкого кислорода в гомогенном растворе, которое соответствует содержанию этих компонентов в атмосферном воз. духе. Процесс испарения гомогенного раствора паедставляющего смесь жидкого азота и жидкого кислорода осуществляют при сверхкритических значениях давления и температуры в испарителе 9, при этом давление и температуру в испарителе 9 поддерживаот выше значения критического давления и критической температуры для кислорода, При этом в испарителе 9 образуется газовая бинарная смесь, которая па содержанию азота и кислорода. а также по физическим свойствам соответствует атмосферному Воздуху. Перед подачей в гермообьем газовая смесь из испарителя 9 проходит через турбину 11, Перепад давления срабатываемый на турбине 11 с помощью генератора 12 преобразуется в электрическую энергию, Избыточное давление наддува в емкостях 1 и 2 обеспечивается за счет подачи в них газа из испарителя.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Известна, что процесс испарения жидкости в условиях, когда давление и температуоа ниже ее критических значений идет пои наличии границы раздела фаз в полном соответствии с законам фаэОВОГО перехода, В этих услОВиях процесс испарения жидкого воздуха, представлвощего Гомогенный раствор жидкого кислорода и жидкого азота, не позволяетОбеспечить получение газовой среды адекватной по своему составу атмосферному воздуху, Из термодинамики растворов известно, чта зависимость между составом пара- ВОЙ Й жидкой фазы рэствоа является как кривой характеризующей последовательность изменения состава паровой фазы, а состав жидкой фазы определяется точкой 1, расположенной на кривой изменения состава жидкой фазы.Однако процесс испарения при значениях давления и температуры выше критических коренным образом отличается от процесса испарения при значениях этих параметров ниже критических, Это обусловлено общеизвестным фактом, что фазовый переход из газообразного в жидкое состояние будет происходить талька при температуре ниже критической, При значениях давления и температуры выше критических состояние вещества характеризуется отсутствием границы раздела фаз. Сверхкритическое значение давления и температуры . обусловливает переход каждого компонента составляющего гомогенный раствор азотксород с в сосоие при отара отсутствует граница раздела фаэ жидкость- равновесный пар. Отсутствие границы раздела Фаз устраняет возможность непаерывного и последовательного изменения (в полном соответствии с температурой и давлением в системе) состава газовой (паровой) фазы при переходе каждого компонента, составляющего гомогенный раствор,в газовую фазу,Проведение процесса испарения при значениях давления и температуры выше значений критического давления и критической температуры для кислорода обеспечиВает одновременное и полное испарение саставляощих жидкий гамогенный раствор компонентов, при этом имеющийся градиент концентрации, который определяет дви- кущу 1 О силу процесса взаимной диффузии, обеспечивает образование бинарной газоВой смеси, состав которой по содержанию азота и кислорода соответствует атмосферному воздуху.Формула изобретенияСпособ получения газовой среды для гермообьектав, вкл 1 очающий Гмешение жидкого азота и жидкого кислорода в соотношении, соответствующем их содержанию в атмосферном воздухе с-последующим испарением полученной смеси, о т л и ч а ющ и й с я тем, чта, с целью повышения экономичности получения газовой среды для длительно функционирующих гермоабьектов, испарение смеси жидкога азата и жидкого кислорода производят при давлении и температуре выше значений критического давления и критической температуры для кислорода,1831344 Фиг.1 6 7 Фог. 2Составитель В.Журавлев ехред М.Моргентал Корректор Л,филь Редактор С,Кулак Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР. Раушская наб., 4(5 Заказ 2533 ВНИИПИ арст водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 ДКЯЫ СЛО О 10 20 30 40 ТСС 90 80 70 60 Тираж ного комитета 35, Москва, Ж 60 40 80 90 100 Жидкий аэ20 10 О