В задачах глубокого космического исследования на борту космических аппаратов жидкости в резервуарах с низкотемпературным топливом часто подвергаются сложным переменным нагрузкам, в которых интенсивно изменяется газожидкостная граница, вызывая сильные фазовые теплопереносы и тепловые реакции. В этой работе на основе эксперимента с падением разработана система для перемещения жидкого кислорода, наблюдалась и фиксировалась динамика формы газожидкостной границы, температуры и давления газа в процессе перехода к микрогравитации. Результаты показали, что на этапе падения с нормальной гравитации к микрогравитации трехфазовая линия контакта жидкого кислорода поднимается вдоль стенки резервуара и при первом обратном движении на стенке образуется остаточный слой жидкости. Подъем линии контакта увеличивает площадь газожидкостной границы, что приводит к постоянному испарению жидкого кислорода вблизи интерфейса, а также совокупное влияние остаточного слоя жидкости вызывает повышение скорости увеличения давления. Изменения температуры в точке на расстоянии 15.2 мм от интерфейса зависят не только от теплопередачи через твердую стенку, но и от помех движения холодного газа, вызванных колебаниями интерфейса. В течение всего процесса перемещения длительностью 2,5 с прирост температуры в этой точке был меньше, чем у других двух термодатчиков. Данное исследование предоставляет важную экспериментальную основу для проектирования систем управления низкотемпературным топливом в космосе и валидации моделей симуляции перемещения.

жидкий кислород;эксперимент с падением;микрогравитация;интерфейс