96
стическими характеристиками ТРТ понимаются скорость горения топ-
лива, ее зависимость от внешних и внутренних факторов, а также воз-
можные пределы регулирования скорости горения и ее зависимости от
внешних факторов. Оптимизация БХ ТРТ в процессе разработки заря-
дов РДТТ определенного назначения базируется на знании закономер-
ностей механизма горения топлив. Это позволяет определить наиболее
эффективные управляющие факторы, методы и средства для обеспече-
ния требуемого уровня БХ.
Механизм горения ТРТ. Заряды ТРТ горят параллельными слоя-
ми, так что поверхность горения в любой
произвольный момент вре-
мени остается параллельной своему первоначальному положению. Под
линейной скоростью горения топлива понимается скорость перемеще-
ния поверхности горения внутрь заряда
u = dx / dt,
(3.3)
где
х – расстояние, пройденное фронтом горения.
Горение ТРТ представляет собой сложный многостадийный про-
цесс превращения исходной системыв конечные продукты сгорания,
сопровождающийся выделением тепловой энергии и газов, протекаю-
щий со скоростью, не превышающей скорость звука в топливе. Меха-
низм
горения ТРТ, определяемый особенностями протекания химиче-
ских реакций и процессами тепло- массопереноса в зоне горения, зави-
сит от состава и структуры топлива и различен для разных видов
СТРТ.
Само по себе топливо не зажигается, поэтому нужен воспламени-
тель, навеска которого содержит, как правило, дымный порох и пиро-
технический состав и при сгорании обеспечивает температуру в диапа-
зоне 2100-3000 К.
При сгорании воспламенительного
состава происходит подвод
тепла к топливу и последующее его зажигание через следующие фазы
(рисунок 3.7):
97
Рисунок 3.7 – Зоны горения ТРТ:
1 – твердая (конденсированная), 2 – диффузионное пламя,
3 – газообразные продукты сгорания,
Т
з
, Т
п
, Т
г
– температуры заряда,
начала разложения и газов, соответственно
1. Нагрев компонентов твердого топлива (конденсированная фа-
за) и их газификация. При этом происходит разложение (газификация,
пиролиз) окислителя и ГСВ с образованием газообразных и конденси-
рованных первичных продуктов с последующим их химическим взаи-
модействиемв некоторой зоне под поверхностью горения.
2. Перемешивание и зажигание продуктов разложения окислите-
ля и ГСВ в зоне диффузного смешения.
3. Развитие химических реакций между газами в газовой фазе с
образованием зоны пламени.
Основное тепловыделение, под воздействием
которого происхо-
дит первичное разложение, наблюдается в газовой фазе. Механизм
подстройки скорости процессов в конденсированной фазе (к-фазе) к
скорости горения в газовой фазе (г-фазе) состоит в следующем. При
установившемся режиме горения на поверхности раздела фаз устанав-
ливается такая температура
Т
п
, при которой скорость разложения топ-
лива будет равна скорости химических
реакций в г-фазе при макси-
мальной температуре
Т
гmax
, то есть скорости горения. Если изменяются
внешние условия, например повышается давление в камере сгорания,
то увеличивается скорость горения и одновременно уменьшается ши-
рина
газовой зоны, то есть расстояние от зоны
Т
гmах
до поверхности
Достарыңызбен бөлісу: