Simulating the recovery of sunken objects by blowing the pontoon by a controllable solid fuel gas generator | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2016. № 1(39).

Simulating the recovery of sunken objects by blowing the pontoon by a controllable solid fuel gas generator

A mathematical model of raising sunken subjects using a pontoon blown by a controlled open gas generator (OG) with the possibility of temporary termination of its operation and the subsequent start is developed. It is supposed that the pontoon has a cylindrical shape flown by a transverse water flow. Inside it, the OGs providing the blowing in the slugging regime are positioned. The volume flow from the tank into the environment was calculated by Bernoulli's equation. The heat exchange of combustion products with water and the tank wall was taken in the form of Newton. The task was reduced to a system of nonlinear ordinary differential equations representing the energy balance relations for the mass and energy of combustion products filling the variable volume; equations modeling the layer-by-layer combustion of the solid fuel and the flow of water from the ballast tank; and the closing equation of state of an ideal gas and dependences of the internal ballistics of the gas generators. The dependence of the linear speed of burning on pressure was accepted in the form of a power law. The considered pontoon - cargo system was replaced by a material point. Calculating the speed of its ascent was carried out by integrating the equation of nonuniform rectilinear motion of a rigid body in a viscous incompressible fluid. In the course of the parametrical analysis, it was found that at the stage of water replacement from the ballast tank the OG can be stopped repeatedly for some seconds. After achieving the carrying power necessary to provide the beginning of emersion of the pontoon-cargo system, it is possible to disconnect the open gas generator. The proposed actions will allow one to reduce the solid fuel consumption for carrying out the operation.

Download file
Counter downloads: 326

Keywords

sparging, gas generator, heat exchange, the mass of fuel, combustion area, solid fuel, hydrostatic pressure, fluid, скорость всплытия, сила Архимеда, понтон, теплообмен, газогенератор, барботаж, масса топлива, поверхность горения, твердое топливо, гидростатическое давление, жидкая среда, pontoon, Archimedes force, ascent rate

Authors

NameOrganizationE-mail
Barsukov Vitaly DementevichTomsk State Universitybarsukov@niipmm.tsu.ru
Goldaev Sergey VasilevichTomsk Polytechnic Universitysvgoldaev@rambler.ru
Basalaev Sergey AleksandrovichTomsk State Universitytarm@niipmm.tsu.ru
Babushkin Nikita AleksandrovichTomsk State Universityatikin89@tpu.ru
Всего: 4

References

Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. 512 с.
Барсуков В.Д., Голдаев С.В., Минькова Н.П., Бабушкин Н.А. О зажигания под водой двухосновного твердого топлива с термостойким стаканом спиралью накаливания средней мощности // Энергетика: эффективность, надежность, безопасность: Материалы Двадцатой Всероссийской научно-технической конференции: в 2 т. Т. 1. Томск: СПБ Графикс, 2014. C. 163-166.
Справочник по расчетам при судоподъеме. М.: Военное изд-во, 2005. 480 с.
Бронштейн И.Н., СемендяевК.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1986. 608 с.
Войткунский Я.И., Фалеев Ю.И., Федяевский К.К. Гидромеханика. Л.: Судостроение, 1982. 456 с.
Орлов Б.В., Мазинг Г.Ю. Термодинамические и баллистические основы проектирования ракетных двигателей на твердом топливе. М.: Машиностроение, 1979. 392 с.
Борьба с пожарами на судах: Справочное пособие в 2 т. Т. 1. Пожарная опасность на судах / под ред. М.Г. Ставицкого. Л.: Судостроение, 1976. 136 с.
Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидравлическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.
Райзберг Б.А., Ерохин Б.Т., Самсонов К.П. Основы теории рабочих процессов в реактивных системах на твердом топливе. М.: Машиностроение, 1972. 384 с.
Беляев Н.М., Уваров Е.И., Степанчук Ю.М. Пневмогидравлические системы. Расчет и проектирование. М.: Высш. шк., 1988. 271 с.
Барсуков В. Д., Басалаев С.А., Голдаев С.В., Минькова Н.П. Открытый газогенератор с многократным запуском для продувки глубоководного понтона // Химическая физика и мезоскопия. 2012. Т. 14. № 3. С. 327-334.
Барсуков В.Д., Басалаев С.А., Голдаев С.В. Возможность обеспечения регулируемой продувки балластной цистерны понтона открытым газогенератором // Изв. вузов. Физика. 2008. № 12/2. С. 31-35.
Барсуков В.Д., Басалаев С.А., Голдаев С.В. и др. Способ управления подводным сжиганием УТТ с возможностью прерывания горения и повторного зажигания // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2008. С. 59-60.
Муру Н.П. Прикладные задачи плавучести и устойчивости судна. Л.: Судостроение, 1985. 212 с.
Патент 2357094 РФ Способ управления сжиганием унитарного твердого топлива в жидкой среде и газогенератор / Барсуков В.Д., Басалаев С.А., Голдаев С.В. и др. // Опубл. в БИ. № 21 от 27.05.2009.
Барсуков В.Д., Голдаев С.В. Подводное зажигание и горение унитарных твердых топ-лив. Теория, эксперимент, технические приложения. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2003. 352 с.
Марьяш В.И., Аксененко Д.Д. Автономные газогенераторы для средств подъема объектов с больших глубин // Изв. РАРАН. 2005. Вып. 1(42). С. 88-90.
 Simulating the recovery of sunken objects by blowing the pontoon by a controllable solid fuel gas generator | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2016. № 1(39).

Simulating the recovery of sunken objects by blowing the pontoon by a controllable solid fuel gas generator | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2016. № 1(39).

Download full-text version
Counter downloads: 1168