close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY18761

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2014.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 18761
(13) C1
(19)
F 24F 3/14
(2006.01)
СПОСОБ ХРАНЕНИЯ ТАНКА
(21) Номер заявки: a 20101834
(22) 2010.12.17
(43) 2012.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт тепло- и
массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Балтрукович Петр Иванович; Гринчик Николай Николаевич;
Федоров Анатолий Юрьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт теплои массообмена имени А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси"
(BY)
(56) RU 2151973 C1, 2000.
RU 2224181 C1, 2004.
RU 2224184 C1, 2004.
SU 1323827 A1, 1987.
BY 18761 C1 2014.12.30
(57)
Способ хранения танка, при котором внутренний объем танка заполняют тканевым
сорбентом для осушки воздуха в нем, замеряют температуру атмосферного воздуха Ta,
температуру воздуха в танке Tт, определяют относительную влажность атмосферного воздуха ϕa, относительную влажность воздуха в танке ϕт, определяют допустимый перепад
температур воздуха в танке и атмосферного воздуха ∆T, при котором не происходит образование росы, из выражения ∆T = Tт - Ta = Ta (1 - 15 ϕa ) и нагнетают атмосферный воздух в
танк напрямую при Tт >T а, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa или при Tт < Tа, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa;
или охлаждают атмосферный воздух, удаляют сконденсированную при этом влагу и
нагнетают его в танк при Тт > Та, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa,, а (Tт - Tа) > 1,1∆Т или при Tт < Tа,
ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а (Tт - Tа) > 0,8∆Т;
или осуществляют циркуляцию воздуха в танке при Tт > Tа, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а
(Tт - Та) < 1,1∆Т или при Tт < Tа, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а (Tт - Tа) < 0,8∆T.
Фиг. 1
BY 18761 C1 2014.12.30
Изобретение относится к способам хранения военной техники, а именно танков, и может быть использовано для хранения оптических и электронных систем, а также для хранения сезонной сельскохозяйственной техники, например комбайнов.
Известен способ хранения танков, описанный в [1], с использованием различных способов герметизации и силикагеля, который размещают внутри танка (осушения воздуха).
Данный статический способ осушения воздуха широко используется для хранения военной техники. При загрузке 30 кг силикагеля (сорбента) в танк Т-54 или Т-55, герметизированный с помощью оборудования подводного вождения танка, относительная влажность
воздуха не более 60 % обеспечивается в течение 18 месяцев, после чего сорбент необходимо регенерировать. Однако использование герметизации с помощью оборудования подводного вождения танка в конечном итоге приводит к ухудшению характеристик
работоспособности системы, механизмов и аппаратуры танков в процессе хранения. Кроме того, относительная влажность воздуха не более 60 % (ϕ ≤ 60 %) не гарантирует образование росы и капель в отдельных частях танка, так как при температуре воздуха в танке
26 °С при перепадах температуры между отдельными частями танка порядка 8 °С начинается выпадение конденсата (17,3 г/м3) в виде капель.
При применении частичной герметизации ("получехол", "заклейка" и "оборудование
подводного вождения танка") проникновение влаги происходит не только через герметизирующие материалы, но и через элементы корпуса и башни (микротрещины, неплотности люков, сальниковые уплотнения). Кроме того, все герметизирующие материалы
обладают в той или иной степени определенной влагопроницаемостью, при ϕ = 100 % и
температуре воздуха в танке t = 17 °С:
ткань ТТ наполняется конденсатом в виде капель в количестве 15-17 г/м2 в сутки;
бумага ПВ - 2,6 г/м2 в сутки;
стабилизированная полиэтиленовая пленка толщиной 200 мкм - 0,3 г/м2 в сутки;
перхлорвиниловое покрытие толщиной 3 мм - 1 г/м2 в сутки.
Известно, что современные танки Т-72, Т-64 оснащены сложными комплексами, элементы которых размещены не только внутри, но и снаружи корпуса, поэтому статический
способ хранения с использованием силикагеля внутри танка для них неприемлем. Коэффициент диффузии паров воды в неподвижном воздухе очень мал и составляет ~10-9 м2/с,
поэтому низкую относительную влажность (не более 60 %) воздух будет иметь только непосредственно вблизи сорбента (силикагель, тканевый сорбент). Но это не гарантирует
большое ϕ в других частях танка и, как следствие, выпадение конденсата вследствие суточных колебаний температуры.
В силу вышеприведенного, все большее распространение получают динамические
способы осушки воздуха с дальнейшим нагнетанием его в танк, описанные в [2, 3].
Известен способ хранения военной техники путем непрерывной регенерации непрерывно вращающегося сорбента, описанный в [4]. Недостатком данного способа является
необходимость частой замены сорбента, а также большие энергетические затраты на испарение капиллярно-связанной воды, удельная теплота испарения которой на 30-50 %
выше, чем у свободной воды. Частая замена сорбента связана с тем, что в воздушной среде танка находятся не только пары воды, но и некоторое количество паров дизельного топлива, а также паров, которые образуются вследствие деструкции лакокрасочных
покрытий (воздушная среда танка после длительного хранения имеет свой специфический
запах). Все это приводит к ухудшению качества сорбента, так как регенерируется сорбент
только от паров воды.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ производства воды
из воздуха (осушения воздуха) и устройство для его осуществления [3] (прототип), заключающийся в последовательном охлаждении потока влажного воздуха в первом теплообменнике и в охлаждающем элементе холодильной машины до температуры ниже точки
росы с последующим отводом сконденсированной воды, нагревание его в элементе холо2
BY 18761 C1 2014.12.30
дильной машины, предназначенном для отвода тепла, при этом охлажденный осушенный
воздух используют для охлаждения промежуточного теплоносителя во втором теплообменнике.
Недостатками указанного способа являются большое энергопотребление, а также снижение коэффициента полезного действия холодильной машины при отрицательных температурах вследствие обмерзания секций теплообменника и испарителя, а также снижение
коэффициента полезного действия при больших относительных влажностях атмосферного
воздуха вследствие уменьшения эффективности работы теплообменника при обильном
выпадении росы (ϕ → 1).
Кроме того, выпадение в конденсат паров дизельного топлива, а также паров от синтетических покрытий и оболочек ухудшает работу теплообменников. При длительном хранении танка атмосфера танка (воздух в танке) насыщается парами летучих соединений,
которые могут оказывать на человека вредное воздействие.
Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение энергетических затрат при
хранении, упрощение обслуживания, повышение качества атмосферы (воздуха) в танке,
что важно при снятии танка с хранения.
Поставленная задача достигается следующим образом.
Способ хранения танка заключается в том, что внутренний объем танка заполняют
тканевым сорбентом для осушки воздуха в нем, замеряют температуру атмосферного воздуха Ta, температуру воздуха в танке Tт, определяют относительную влажность атмосферного воздуха ϕа, относительную влажность воздуха в танке ϕт, определяют
допустимый перепад температур воздуха в танке и атмосферного воздуха ∆T, при котором
не происходит образование росы, из выражения ∆T = Tт − Ta = Ta ( 1 −15 ϕa ) и нагнетают
атмосферный воздух в танк напрямую при Tт > Ta, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa или при Tт < Ta,
ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa.
или охлаждают атмосферный воздух, удаляют сконденсированную при этом влагу и
нагнетают его в танк при Tт > Ta, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а (Tт - Ta) > 1,1∆T или при Tт < Ta,
ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а (Tт - Ta) > 0,8∆T;
или осуществляют циркуляцию воздуха в танке Tт > Ta, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а
(Tт - Ta) < 1,1∆T или при Tт < Ta, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а (Tт - Ta) < 0,8∆T.
Предлагаемый способ позволяет уменьшить энергетические затраты при хранении
танка, а также повысить качество воздуха в танке.
На фиг. 1 схематично изображена система для осуществления способа хранения танка.
На фиг. 2 представлен график зависимости относительной влажности атмосферного
воздуха ϕa от времени по данным за 2002 год.
На фиг. 3 представлен график зависимости относительной влажности атмосферного
воздуха ϕa от времени по данным за 2003 год.
На фиг. 4 представлен график зависимости относительной влажности атмосферного
воздуха ϕa от времени по данным за 2004 год.
На фиг. 5 представлен график зависимости температуры атмосферного воздуха Ta от
времени по данным за 2002 год.
На фиг. 6 представлен график зависимости температуры атмосферного воздуха Ta от
времени по данным за 2003 год.
На фиг. 7 представлен график зависимости температуры атмосферного воздуха Ta от
времени по данным за 2004 год.
Предложенный способ хранения танка осуществляют в системе для хранения военной
техники, например танка, содержащей тканевый сорбент 2, предназначенный для осушки
воздуха в танке 1 и расположенный между внешней поверхностью брони танка 1 и влагоизоляцией (гермочехлом) 3 корпуса танка 1, автоматический двухпозиционный переключатель 4, клапан для выхода воздуха в атмосферу 5, теплообменник воздух-воздух 6,
3
BY 18761 C1 2014.12.30
фильтр 7, сборник конденсата 8, холодильник 9, вентилятор 10 с регулируемой подачей
воздуха, датчики 11 температуры и влажности воздуха, метки - указатели направления
движения воздуха а1, а2, в1, в2, с1, с2, к1, к2, з1.
Способ хранения танка осуществляется следующим образом.
Внутренний объем танка частично заполняют тканевым сорбентом 2, который является малогорючим, пожаробезопасным материалом, но обладает высокими сорбционными
характеристиками и малой температуропроводностью для уменьшения охлаждения танка
и сглаживания суточных колебаний температур в ночное время. Затем танк укрывают
внешней влагоизоляцией, например гермочехлом.
Согласно данным Гидрометеоцентра Республики Беларусь за 2002, 2003 и 2004 годы
(фиг. 2-7), по зависимости относительной влажности атмосферного воздуха ϕa и температуры атмосферного воздуха Ta от времени следует, что приблизительно 70-80 % времени
относительная влажность атмосферного воздуха ϕa меньше 80 %, при этом колебания ϕa
имеют большую частоту и амплитуду. Использование "сухих ветвей" в атмосфере и тканевого сорбента позволяет сглаживать колебания ϕa в атмосфере внутри и над поверхностью танка под влагоизоляцией (гермочехлом). Даже относительная влажность ϕa ≤ 80 % в
бытовом помещении является приемлемой, так как при отсутствии капельной конденсации (в танках) ничего не ржавеет и не плесневеет. Однако при ϕa = 80 % допустимое охлаждение воздуха до образования росы составляет 3,6 °С, а при ϕa = 90 % уже только
1,8 °С. В то же время суточные колебания температуры как раз и достигают 2-5 °С (фиг. 57), но в некоторых случаях ∆T составляет 10 °С и более. Для исключения капельной конденсации в ночное, холодное время воздух под тентами будет подогреваться до температуры, большей на 2-3 °С, чем температура воздуха, ожидаемая на следующий день. Роль
подогревателя воздуха будут осуществлять работающие вентиляторы 8 за счет превращения механической энергии в тепловую.
Допустимый перепад температур воздуха в танке и атмосферного воздуха ∆T, при котором не происходит образование росы, вычисляют из выражения:
∆T = Tт − Ta = Ta ( 1 −15 ϕa ) ,
где Tт и Ta - температуры воздуха в танке и атмосферного воздуха;
ϕa - относительная влажность воздуха в атмосфере при нормальном давлении.
Данное выражение дает погрешность по сравнению с психрометрическими табличными значениями порядка 10-20 % для ϕa ≤ 40 % и порядка 5-10 % при 40 % ≤ ϕa ≤ 95 %.
Затем реализуют режимы хранения танка.
Режим 1. При Tт > Ta, ϕа ≤ 0,7 и ϕт > ϕa или при Tт < Ta, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕа нагнетают
атмосферный воздух в танк напрямую путем включения вентилятора 10 (фиг. 1). Атмосферный воздух движется, минуя теплообменник 6, по меткам а1, с1, в1 непосредственно в
танк 1, из которого смесь атмосферного воздуха с воздухом в танке 1 выбрасывают через
клапаны 5 в атмосферу.
Режим 2. Если Tт > Ta, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а (Tт - Ta) > 1,1∆T или Tт < Ta, ϕa ≤ 0,7 и
ϕт > ϕa, а (Tт - Ta) > 0,8∆T, то охлаждают атмосферный воздух, удаляют сконденсированную при этом влагу и нагнетают его в танк. В этом случае холодный атмосферный воздух
проходит через теплообменник 6 по меткам а2, в2 за счет работы вентилятора 10 и выбрасывается в атмосферу. Клапан 5 исключает взаимодействие танка 1 с атмосферой. Вентилятором 10 организуют внутреннюю циркуляцию воздуха в танке 1 по меткам а1, в1, к1, з1
через теплообменник 6. Конденсат стекает в сборник конденсата 8.
Погрешность выражения, по которому вычисляют ∆T, по точке росы составляет 510 %, поэтому ∆T принимается на 10 % большим расчетного значения. Осушенный холодный воздух поступает в танк 1, выходит из него через щели, люки и лючки, омывает
тканевый сорбент 2, который также будет поглощать часть влаги, и затем опять поступает
в теплообменник 6.
4
BY 18761 C1 2014.12.30
Если Tт - Ta < 1,1∆T, то наступает статический сорбционный режим удаления влаги
сорбентом. Согласно данным Гидрометеоцентра в Республике Беларусь происходят частые колебания ϕa и Ta, режим с ϕa > 0,7 составляет не более 30-40 % от всех дней в году.
Режим ϕa > 0,7 наблюдается часто зимой, когда Ta < 0 и количество влаги в атмосфере в
1 м3 не превышает 2-4 г/м3. В этом случае, для отрицательных температур перспективно
использование только тканевого сорбента. При низких температурах будет невелико и
давление, например, паров солярового масла, невелики выделения летучих веществ из
синтетических материалов, лаков и красок. Срок службы тканевого сорбента будет значительно увеличен.
Режим 3. Если Tт > Ta, ϕa ≤ 0,7 и ϕт > ϕa, а (Tт - Ta) > 1,1∆T или Tт < Ta, ϕa ≤ 0,7 и
ϕт > ϕa, а (Tт - Ta) > 0,8∆T, то осуществляют циркуляцию воздуха в танке для улучшения
диффузии паров к тканевому сорбенту. Коэффициент диффузии пара в воздухе невелик и
составляет ~ 10-9 м2/с, поэтому желательна циркуляция воздуха для лучшего его доступа к
тканевому сорбенту.
Предлагаемый способ хранения танка позволяет уменьшить энергетические затраты, а
также повысить качество воздуха в танке.
Источники информации:
1. Руководство по хранению бронетанкового вооружения и техники. - М.: Военное издательство, 1985. - 295 с.
2. Honey Combe Wheel // Munters GmbH Hans - Duneker - Str. 14 D-21035. - Hamburg.
3. Абсорбционные чиллеры SAN40 // Мир климата. - 2001. - № 10.
4. Соболевский И.А. Анализ способов хранения объектов бронетанкового вооружения
и техники, применяемых при их постановке на длительное хранение // Вестник военной
академии Республики Беларусь. - 2004. - № 1.
5. Патент РФ 2151973, МПК F 25B 30/02, F 24F 3/14, 2000 (прототип).
Фиг. 2
Фиг. 3
5
BY 18761 C1 2014.12.30
Фиг. 4
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
787 Кб
Теги
by18761, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа