Зона-К

Зона-К

Шифр эксперимента: Зона-К
Направление НПИ: 1. Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса
Секция КНТС: Перспективные технологии освоения космического пространства
Наименование эксперимента: Исследование термокапиллярной конвекции жидкой зоны в условиях микрогравитации
Цель эксперимента:

Основная научная цель эксперимента состоит в изучении перехода термокапиллярных течений в жидкой зоне от стационарных к осциллирующим, в частности, исследовании влияния на этот переход геометрических параметров зоны, а также исследование влияния на структуру конвективных течений контролируемого вибрационного воздействия.

Описание эксперимента:

В прозрачной кювете прямоугольного сечения формируется плоский слой жидкости заданного объема и заданной формы поверхности.

В сериях экспериментов первого типа в кювете создаются условия направленного нарастающего градиента температуры с заданной величиной скорости изменения. В ходе эксперимента контролируется сечение развивающихся ламинарных конвективных потоков, а также осуществляется контроль температуры в шести точках кюветы.

В сериях экспериментов второго типа при помощи колебаний заданной амплитуды и частоты формируются колебания поверхности слоя жидкости. В ходе эксперимента контролируется сечение развивающихся конвективных потоков.

В сериях третьего типа на слой жидкости оказывается воздействие и заданного градиента температуры и контролируемых колебаний кюветы.

Эксперимент проводится при отсутствии динамических режимов МКС и вне зоны выполнения физических упражнений членами экипажа.

Новизна эксперимента:

В ходе эксперимента Зона-К изучается влияние на процесс тепломассопереноса геометрической формы слоя жидкости, градиента температур, а также вынужденных колебаний поверхности жидкости. Отличительной чертой эксперимента является изучение гидродинамических явлений, возникающих в жидкости под действием возмущающих факторов различной природы.

Научная аппаратура:

научная аппаратура «Модель-К», аппаратура «ВЗП-У»

Ожидаемые результаты:

Полученные данные о тепло- и массопереносе в жидкости в условиях микрогравитации под действием движущих сил различного происходжения используются в математических моделях для гидродинамических расчетов, результаты которых используются для выбора термодинамических условий для роста кристаллов из расплава как в наземных условиях, так и в условиях орбитального полета.

Сроки проведения: 2020-2021 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: ФГУП ЦНИИмаш
Организации участники: РКК "Энергия" им. С.П.Королева, ЦПК имени Ю.А.Гагарина
Научный руководитель: Иванов А.И., ФГУП ЦНИИмаш, к.ф.-м.н.
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 03.06.2019
Задачи эксперимента:

• Изучение течений, возникающих в жидкой зоне под действием термокапиллярных сил на её поверхности.

• Регистрация структуры конвективных течений в жидкой зоне при смене ламинарного режима конвекции на осциллирующий.

• Измерение температур в контрольных точках жидкой зоны при переходе конвекции в осциллирующий режим.

• Исследование влияния бортовых вибраций на переход конвекции в осциллирующий режим.

• Cравнение экспериментальных данных с результатами расчетов.
Страна: Россия