Способ демпфирования поверхностных колебаний низкокипящих жидкостей Советский патент 1982 года по МПК F16F9/02 

I

Изобретение относится к способам гашения колебаний и может быть использовано в устройствах и летательных аппаратах, содержащих топливные емкости, заполненные низкокипящими жидкостями.

Известен способ успокоения поверхностных колебаний , заключающийся в разделении с помощью конструктивных элементов свободной поверхности жидкости, с помощью установки радийльных перегородок, жестко закрепленных на внутренней поверхности емкости 1.

Недостатком способа является сложность изготовления топливных емкостей со вctpoeнными жесткими конструкциями, что ведет к снижению полезного объема емкости.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близким к изобретению является способ демпфирования поверхностных колебаний низкокипящих жидкостей, заключающийся

в изменении вязкости поверхностного СЛОЙ демпфируемой жидкости путем введения в него твердого компонента с положительной плавучестью, например, плавающей перфорированной перегородки 2 .

Недостатком известного способа является то, что вследствие изменения конфигурации свободной поверхности демпфируемой жидкости сущест10вует возможность заклинивания жесткого демпфера в емкости переменного сечения, что ограничивает область его применения.

Цель изобретения - расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в качестве твердого компонента используют газообразные вещества с температурой перехода в твердое

20 состояние выше температуры демпфируемой жидкости.

На чертеже показано устройство для реализации способа.

Емкость 1 содержит газопровод 2 для подачи газообразного вещества 3. Емкость заполнена низкокипящей | идкостью А, на поверхности которой плавает затвердевшее газообразное вещество 5Способ реализуется следующим образом.

Газообразное-вещество 3 подают по газопроводу 2 в емкость 1, содержащую низкокипящую жидкость . Вследствие того, что температура перехода в твердое состояние подаваемого газообразного вещества 3 выше температуры, при которой находится содержащаяся в емкости 1 жидкость , она переходит, конденсируясь, сначала в жидкое, а затем, затвердевая, в твердое состояние. Так как плотность подаваемого газообразного вещества в твердом состоянии меньше плотности демпфируемой жидкости, то при этом на поверхности жидкости образуется плавающее твердое ледяное поле 5 в виде твердого компонента, обладающего положительной плавучестью, из переходящего в твердое состояние подаваемого газообразного вещества 3. Толщина плавающего на поверхности жидкости ледяного поля 5 зависит от количества введенного газообразного вещества 3 что позволяет управлять коэффициентом демпфирования жидкости Так же для реализации предлагаемого спосрба в качестве низкокипящих жидкостей .могут быть применены жидкий кислород при температуре - или жидкий аргон, а в качестве газообразных веществ, образующих твердые компоненты - азот или аммиак.

Пример. В емкостьi содержащую жидкий кислород (температура кипения жидкого кислорода равна 183 С, а его плотность в жидком состоянии - 1,13 г/см (при температуре - 215 С, вводят азот под давлением 2 атм.). Температура затвердевания азота равна - 209,, а его плотность в твердом состоянии 0,8792 г/см. При температуре, поддерживаемой в емкости, азот по мере поступления переходит, конденсируясь сначала в жидкое, а затем, затвердевая, в твердое состояние. Так как плотность азота в твердом состоянии меньше плотности жидкого кислорода, то при поступлении его в емкость на поверхности жидкого кислорода образуется ледяное поле из затвердевшег азота.

Пример 2. В емкость, содержащую жидкий аргон (температура кип ния х идкого аргона равна - 185,9°С, а его плотность - I, г/см) при температуре - 18 С, вводят аммиак под давлением 3 атм. (температура затвердееания аммиака равна 77,, а его плотность в твердом состоянии - 0,817 г/см) . При тем|пературе, поддерживаемой в емкости, аммиак по мере поступления переходит, конденсируясь, сначала в жидкое, а затем, затвердевая, в твердое состояние. Так как плотность аммиака в твердом состоянии меньше плотности жидкого аргона, то при поступлении его в емкость на поверхности жидкого аргона образуется ледяное поле из затвердевшего аммиака

Использование предлагаемого способа демпфирования поверхностных колебаний низкокипящих жидкостей исключает заклинивание демпфера между стенками емкости. При изменении конфигурации свободной поверхности демпфируемой жидкости под воздействием динамических нагрузок со стороны стенок емкости, происходит разрушение демпфера, вследствие его меньшей прочности по сравнению с прочностью материала, из которого изготовлены стенки, ночасти, на которые распадается демпфер, остаются на поверхности жидкости вследствие своей положительной плавучести и продолжают выполнять функции демпфирующего устройства.

Формула изобретения

Способ демпфирования поверхностных колебаний низкокипящих жидкостей , заключающийся в изменении вязкости поверхностного слоя демпфируемой жидкости путем введения в него твердого компонента с положительной плавучестью, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в качестве .твердого компонента используют газообразные вещества с температурой перехода в твердое состояние выше температуры демпфируемой жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Рабинович Б.И. Введение в динамику ракет-носителей космических

аппаратов, М., Машиностроение, с. .

2. Патент США f З «3585, кл. 137-582, 1970 (прототип).