Химические ракетные топлива
жүктеу/скачать 1.91 Mb. Pdf көрінісі
|
раздела фаз, и соответственно – температура поверхности. При этом небольшие изменения Т п приводят к существенным изменениям скоро- сти разложения к-фазыw, так как 98 . Процесс горения в г-фазе описывается уравнениями химической кинетики, теплопроводности и диффузии, которые при совместном решении дают следующее выражения для массовой скорости горения: , (3.4) гдеλ – коэффициент теплопроводности, Н – теплота химической реакции, Е – энергия активации реакции, n – порядок реакции, Т max – температура. Существует ряд физико-математических моделей горения СТРТ, в которых учитываются, например, такие факторы как гетерогенность структуры СТРТ, скорости выгорания ГСВ и частиц окислителя и др. Выбор этих моделей определяется конкретными задачами анализа. В общей постановке скорость горения зависит от большого числа факторов, которые условно подразделяют на «внутренние», присущие самому топливу, и «внешние» – условия, при которых горит заряд. «Внутренними» факторами являются химический состав (химическая природа и содержание компонентов) и структура топлива. Структура формируется полимерной матрицей и в результате внутрифазного и межфазного взаимодействия компонентов в процессе приготовления топливной массы и формования зарядов. В целом структура в основ- ном определяет плотность и механические характеристики СТРТ. Влияние ее на баллистические характеристики менее существенно. Но массовая скорость горения um связана с линейнойuл через плотностьum = uлρ. При равных um линейная скорость должна быть тем больше, чем меньше плотность. К «внешним» условиям, влияющим на скорость горения, относят давление в камере сгорания, начальную температуру заряда, скорость потока продуктов сгорания вдоль поверхности горения, уровень на- пряженно-деформированного состояния заряда и др. Закон скорости горения определяет зависимость скорости горе- ния от давления. Давление, при котором протекает процесс горения, является важнейшим фактором, воздействующим на скорость горения ТРТ. Для большинства топлив наблюдается рост скорости горения при повышении давления. Такая зависимость объясняется увеличением интенсивности теплоотдачи к поверхности топлива. Скорость реакций, протекающих в к-фазе, при этом увеличивается. Одновременно увели- 99 чение концентрации газообразных реагирующих веществ приводит к росту скорости экзотермических реакций в газовой фазе. Высокотем- пературная зона пламени приближается к поверхности твердого топли- ва за счет уменьшения зоны газификации. Уменьшение давления оказывает обратное влияние на механизм горения – уменьшается приток тепла из зоны пламенных реакций, воз- растает вклад тепла, необходимого для поддержки горения в к-фазе и диффузионной зоне. При некотором минимальном давлении зона пла- мени исчезает, реакции в основном протекают в предпламенной диф- фузионной зоне. Процесс горения может прекратиться. Поскольку ре- акции в к-фазе продолжают протекать и температура остается еще дос- таточной для газификации к-фазы, может последовать новая вспышка топлива. Роль гетерогенных и гомогенных реакций в общем комплексе яв- лений горения различна при различных давлениях. Поэтому законы изменения скорости горения в широком диапазоне давлений могут быть различными. Для большого ряда топлив эта зависимость имеет вид, представленный на рисунке 3.8 в соответствии с которой закон скорости горения для разных диапазонов представляется следующими зависимостями: для давлений 3,0-10,0 МПа u=u жүктеу/скачать 1.91 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|