Электролизные установки

Таблица 10.

Результаты расчета концентраций СО2 при перемешивании воздуха между отсеками

Концентрации получающиеся в I, II, III, IV, V, VI отсеке в результате перемешивания воздуха будет существовать непродолжительное время.

Из водоопреснительной установки при работе поступает N1В.О.У. = 1,8 чел., т.е. 45 л/час углекислого газа. Концентрация углекислого газа в воздухе, поступающем по трубопроводу на очистку в аппарат УРМ-М Свых.V будет при общем расходе 20 м3/час. (20000 л/час):

,

,

где Сv - концентрация СО2 в воздухе V отсека.

Рассчитаем среднюю производительность аппарата в процессе поглощения, и срез концентраций углекислого газа в аппарате УРМ-М ДСап.

Срез концентрации углекислого газа в аппарате составит

Vап. = 200 м3/час - расход воздуха через аппарат УРМ-М в процессе поглощения.

Результаты расчета приведены в табл. 11, в котором для справки приведены также данные по ТУ-6-16-1793-73 по абсолютному количеству углекислого газа, поглощаемому аппаратом УРМ-М за цикл.

Таблица 11.

Результаты расчета среза концентрации углекислого газа в аппарате

Выполненные расчёты являются не точными, ввиду отсутствия отработанной методики расчета и приведены в качестве информационно-справочных для получения более точного представления о направлении переходных динамических процессов.

углекислый газ воздух электролизный

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРОЛИЗНОЙ УСТАНОВКИ

Количество кислорода QO2 Л.С. , необходимое для дыхания личного состава, определяется по формуле:

Получаем для различного количества личного состава :

Количество кислорода, необходимое для дожигания окиси углерода, определим из условия, что для дожигания 1 г СО требуется ? 0,4 л О2

Таким образом, для 10 практических изделий может потребоваться кислорода.

Потребление кислорода изделиями 436 (аккумуляторная батарея) является переменной величиной.

В соответствии с исходными данными наиболее длительное потребление кислорода аккумуляторной батареей происходит в период хранения, поскольку в режимах заряда и подзаряда аккумуляторная батарея выделяет “избыточный” кислород и весь выделяющийся из нее водород может быть дожжен за счет этого кислорода; при этом количество избыточного кислорода в объеме отсеков и ямы такое, что его хватает для дожигания водорода в последующие 6 ч 18 часов после заряда или подзаряда, когда изделия уже выделяют водород со скоростью в два раза и более превышающей скорость выделения кислорода.

Количество водорода, выделяемое аккумуляторной батареей:

 где: n = 448 - число аккумуляторов в батарее;

В качестве расчетной потребности в кислороде принимаем потребность в начале срока службы батарей при температуре электролита 30оС, т.е. 182 л/час. Указанное допущение приемлемо, учитывая наличие СВO АБ на заказе. Минимальная потребность в кислороде для АБ ? 64 л/час.

Общая потребность в кислороде для личного состава и технических нужд составляет:

Таким образом, электролизная установка К-4, имеющая производительность по кислороду 1,75 ч 4,5 м3/час может обеспечить потребности заказа в кислороде от минимальных до максимальных.

Рассчитаем рост концентрации кислорода в воздухе в носовых отсеков в режимах, связанных с избыточными выделениями кислорода из аккумуляторной батареи.

Наибольшее количество избыточного кислорода будет выделяться в конце срока службы АБ при подзарядке при температуре электролита 30оС.

Кислорода при подзарядке за время t выделится :

0 ч 2 часы QO2 = 13,43 ·QО2 ак. · t = 13,43 · 350 · 2 = 9400 л

2 ч 6 часы QО2 = 13,43 · 700 · 4 = 37600 л

6 ч 8 часы QО2 = 13,43 · 800 · 2 = 21488 л

8 ч 11 час. QО2 = 13,43 · 400 · 3 = 16150 л

11ч14 час. QО2 = 13,43 · 400 · 3 = 16150 л

14ч20 час. QО2 = 13,43 · 400 · 6 = 32300 л

УQO2 = 126350 л = 126,3 м³

Водорода во время подзаряда выделится:

0 ч 19 час. QH2 = 13,43 · QH2 ак. · t = 13,43 · 400 · 19 = 102200 л/час;

19 ч 20 час. QH2 = 13,43 · 800 · 1 = 10760 л/час;

У QH2 = 112960 л ? 113 м³

Рост концентрации кислорода Д Cо2изб. в I отсеке за счет избыточного кислорода, выделяющегося из батареи, может составить без перемешивания воздуха с другими отсеками

Отсюда следует, что необходимо перемешивание воздуха между носовыми отсеками.

Для режима перемешивания необходимо учесть потребление кислорода личным составом, находящимся в носовых отсеках.

Минимальное потребление соответствует количеству личного состава Nшт. и составляет 3808 - 28 · 21 = 3220 л/час, а максимальное потребление при 1,5 Nшт. составит 5712 - 28 · 21 = 5124 л/час.

Таким образом, при Nшт. и 1,5 Nшт. за 19 часов личный состав потребит соответственно 3,220 х 19 ? 61,18 м3 и 5,124 х 19 = 97,356 м3 кислорода.

Следовательно, в конце подзаряда количество избыточного кислорода с учетом его потребления в течении 19 часов личным составом составит:

При Nшт. 69,8 -61,2 =8,6 м³

При перемешивании воздуха I и II отсеков

При перемешивании воздуха I,II и III отсеков

При перемешивании воздуха I, II, III и IV отсеков

При перемешивании воздуха I, II, III , IV и V отсеков

При перемешивании воздуха I, II, III , IV, V и VI отсеков

Рассчитаем рост концентраций кислорода в носовых отсеках на 11 часу подзарядки для 1,5 Nшт. и на 14 часу при Nшт. потребление кислорода личным составом 1,5 Nшт. за 11 часов составит 5,124 х 11= 56,364 м3, а личным составом Nшт. за 14 часов 3,120 х 14 = 43,68 м3. Таким образом, получаем, что количество избыточного кислорода с учетом потребления его личным составом составляет для 1,5 Nшт. 62,4 - 56,364 = 6,036 м3, а для Nшт. 74,5 - 43,68 =30,82 м3.

Отсюда получаем, что максимальный рост концентрации кислорода Д СО2 изб. будет внутри режима подзаряда при количестве личного состава Nшт. ? на 14 часу подзаряда.

При перемешивании воздуха I и II отсеков

При перемешивании воздуха I, II, и III отсеков

При перемешивании воздуха I,II, III и IV отсеков

При перемешивании воздуха I,II, III, IV и V отсеков

При перемешивании воздуха I, II, III, IV, V и VI отсеков

.Таким образом, для обеспечения концентрации кислорода в воздухе отсеков менее 25%, необходимо за 0,51 сутки перед проведением плановых подзарядок отключить подачу кислорода от электролизной установки в носовые отсеки. Для обеспечения более равномерной (с меньшим количеством остановок) работы электролизной установки К-4, имеющей минимальную производительность ? 1,75 м3/час часть производимого ею кислорода может сбрасываться в кормовые отсеки в количестве до 1,1 м3/час, если в них концентрация кислорода будет менее 23%.

Далее проводится расчет и размещение на ПЛА средств химической регенерации воздуха согласно требованию ПХС № Г-77- 82.

6.РАСЧЕТ АВАРИЙНОГО ЗАПАСА СРЕДСТВ ХРВ ПАТРОННОГО ТИПА

где n-число л/состава в отсеках ПЛА, чел;

а- интенсивность потребления О2, л/чел ч;

А- длительность автономного похода, сут;

ЕКРП- емкость патрона П-20 по кислороду, л/патр.

Тогда, расходный запас регенеративных патронов П-20 составит:

1-ый отсек:

2-ой отсек:

3-ий отсек:

4-ый отсек:

5-ый отсек:

6-ой отсек:

Таким образом, аварийный запас средств ХРВ патронного типа составит 676 шт. патронов П-20.

Произведя расчёты, делаю вывод, что две электролизные установки К-4, имеющие производительность по кислороду 1,75 ч 4,5 м3/час (каждая), может обеспечить потребности заказа в кислороде от минимальных до максимальных при численности л/с на ПЛА 1,2N и 1,5N.

Аппараты поглощения СО2 расположены наиболее оптимально и обеспечивают нормальную концентрацию диоксида углерода в отсеках ПЛА.

Запас средств ХРВ рассчитан и распределён поотсечно.

По результатам расчетов предлагаю установить на данную ПЛА систему ЭХРВ-СТ “Анис”, т.к. система ЭРВ-М при численности л/с N производит большее количество кислорода необходимого для потребления л/с. Также по масса габаритам рациональнее установить систему “Анис”.