Використання штучної гравітації в тепломасообмінних апаратах для системи життєзабезпечення пілотованих космічних місій

Автор(и)

  • V. Rifert National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” , НТУУ «Київський політехнічний інститут» ім. Ігоря Сікорського
  • P. Barabash National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” , НТУУ «Київський політехнічний інститут» ім. Ігоря Сікорського
  • A. Solomakha National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” , НТУУ «Київський політехнічний інститут» ім. Ігоря Сікорського
  • V. Petrenko National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” , НТУУ «Київський політехнічний інститут» ім. Ігоря Сікорського
  • R. Desiateryk National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” , НТУУ «Київський політехнічний інститут» ім. Ігоря Сікорського

DOI:

https://doi.org/10.31548/energiya2(72).2024.064

Анотація

Проаналізовано особливості регенерації води в умовах замкнутого простору (космічного польоту), коротко показано основні наявні системи та їх недоліки. Наведено конструкцію відцентрового масообмінного апарату, який здатен працювати в умовах невагомості. Приведено експериментальні дослідження роботи відцентрового апарату в режимі розділення газорідинної суміші, показано можливість отримати напір на рівні 8 м водяного стовпа для розглянутої конструкції. Наведено формулу для розрахунку напору для черпакового насоса, в якій враховано частоту обертання, об’ємна витрата та геометричні розміри і розташування черпакового насоса. Запропоновано принципові схеми використання нового відцентрового масообмінного апарату в системах регенерації води та для уловлення конденсату атмосферної вологи. Проаналізовано особливості роботи запропонованих схем та визначені їх потенційні переваги. Визначено основні завдання для майбутніх експериментальних досліджень тепломасообмінного відцентрового апарату.

Ключові слова: система регенерації води, масообмін, відцентровий апарат

Посилання

Ingrid A. Helgeland, Dr. Jörg Vogel, Maja Bender Tommerup, Jason A. Ogden (2023). From Waste to water: and integrated system to recover potable water from urine and condensate. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-45. https://ttu-ir.tdl.org/server/api/core/bitstreams/4d1632e5-5d88-45d3-b749-af0a77d9904d/content

Ghaem Hooshyari, Arpita Bose, Jessica La-Grenade, Siddhi Kad, Michael Callahan (2023). Hybrid Life Support System Full Scale Testing: Integrated Bioreactor-Desalination Long-Term Testing. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-175. https://ttu-ir.tdl.org/items/a3af3fd5-b99a-4891-9abc-14e013d85d54

Tesia D. Irwin, Angie Diaz, Jennifer Gooden, Mary Hummerick, Wenyan Li, Nilab Azim, Deborah Essumang, Michael R. Callahan (2023). Silver Foam: A Novel Approach for Long-Term Passive Dosing of Biocide in Spacecraft Potable Water Systems – Update 2023. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-251. https://ttu-ir.tdl.org/items/b57ea9a5-dee5-42eb-8443-1bc2d447e426

Stephanie Petrina Boyce, Patrick Pasadilla, Philipp Tewes, Connor J. Joyce, Jonathan P. Wilson, Jill Williamson, Katherine Toon (2023). Brine Processor Assembly: A Year of Successful Operation on the International Space Station. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-292. https://ttu-ir.tdl.org/items/94ef8a56-6050-43ab-af9b-9b89ba02fafa

Colton J. Caviglia, Jill Williamson, Yo-Ann Velez Justiniano, Chelsea McCool, Chelsi D. Cassilly (2023). Development and Testing of a New Partial Gravity Urine Processor Design and Urine Pretreatment. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-100. https://ttu-ir.tdl.org/items/8284454c-8efd-4608-be74-8f0e42246c5c

Jill Williamson, Jonathan P. Wilson, Kristina Robinson, Hieu Luong (2023). Status of ISS Water Management and Recovery. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-97. https://ttu-ir.tdl.org/items/e1990362-9811-411a-8846-023b64b0acd6

Tatsuya Arai, John Fricker (2023). Dormancy Protocol of Electro Oxidation Membrane Evaporator for Urine Processing and Water Recovery. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-288. https://ttu-ir.tdl.org/items/d14649f5-bbec-4b0c-a001-d618e605e794

Talon Bullard, Alexandra Smith, Benjamin Hoque, Celia Devito, Katrina Haarmann, Flaubert Akepeu, Ana Ferret, Robert Bair, Daniel Yeh, Paul Long, Melissa Collins, Mark Fehrenbach, Daniella Saetta, Jason Fischer, Luke Roberson (2023). Alternative Treatment of Crew Wastewater Using a Hybrid Membrane Technology. 52nd International Conference on Environmental Systems 16-20 July 2023, Calgary, Canada. ICES-2023-360. https://ttu-ir.tdl.org/handle/2346/94751?locale-attribute=es

Rifert, V., Solomakha, A., Barabash, P. et al. (2022). Centrifugal multiple effect distiller for water recovery for space applications. CEAS Space Journal. https://doi.org/10.1007/s12567-022-00480-x

Rifert, V.G., Anatychuk, L.I., Solomakha, A.S., Barabash, P.O., Petrenko, V.G., Snegovskoy, O.P. (2021). Influence of thermodynamic characteristics of a thermoelectric heat pump on the performance and energy consumption of a centrifugal distiller. Thermoelectricity, №2, 5 – 17. http://jt.inst.cv.ua/jt/jt_2021_02_en.pdf

Rifert, V.G., Anatychuk, L.I., Barabash, P.O., Solomakha, A.S., Usenko, V.I., Petrenko, V.G. (2021). Justification of thermal distillation method with a thermoelectric heat pump for long-term space missions. Thermoelectricity. №1, 5 – 22. http://jt.inst.cv.ua/jt/jt_2021_01_en.pdf

Barabash, P. A., Solomakha, A. S., Rifert, V. H., Petrenko, V. H., Usenko, V. I., Boianivskyi, V. P. (2019). Krystalizatsiia rozchynu NaCl u vakuumnomu vidtsentrovomu plivkovomu dystyliatori. [Crystallization of NaCl solution in a vacuum centrifugal film still. Naukovi visti KPI, №4, 77-82.

Spassky, K.N., Shaumian, V.V. (1972). Nov·yye nasosy dlya malykh podach i vysokikh naporov [New pumps for low flow rates and high pressure]. Moskow, «Mashinostroyeniye», 160.

Rifert V.G., Barabash P.O., Solomakha A.S., Petrenko V.G. (2022). Masoobminna systema dystyliatsii [Masstransfer distillation system]. Patent of Ukraine for useful model. B01D 3/12, B01D 3/10, B64G 1/60; declared 01.02.2022; ; published 20.07.2022, №29.

Завантаження

Опубліковано

2024-08-10

Номер

№ 2 (2024)

Розділ

Статті

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).