Химические ракетные топлива

100 
u=u
1
·pv, где u
1
– единичная скорость горения (условная) при
p=1 ктс/см
2
. 
В литературе также встречается закон скорости горения, предло-
женный Саммерфильдом 
3
1
p
b
p
a
u


, 
(3.5) 
где коэффициента определяется кинетическими факторами процесса 
горения, α, b – диффузионными. 
Влияние начальной температуры топлива на скорость горения 
объясняется зависимостью скорости гомогенных и особенно гетеро-
генных (в k-фазе) химических реакций от температуры. Вследствие 
плохой теплопроводности температура горящего твердого топлива 
резко снижается по мере удаления от фронта горения и уже на рас-
стоянии десятых долей миллиметра от поверхности равна начальной 
температуре заряда. Изменение начальной температуры твердого топ-
лива перестраивает механизм горения, в котором появляются «веду-
щие» химические реакции, доминирующие в процессе горения. При 
повышении начальной температуры ведущими становятся реакции в
к-фазе. 
Изменение скорости горения в зависимости от начальной темпе-
ратуры при постоянном давлении оценивают температурным коэффи-
циентом скорости горения, выражение для которого имеет вид: 
 
(3.6) 
Размерность температурного коэффициента скорости горения
1/ °С, то есть величина температурного коэффициента показывает от-
носительное изменение скорости горения при изменении начальной 
температуры заряда на один градус. 
Экспериментально показано, что температурный коэффициент 
для СТРТ уменьшается с повышением давления, зависит от температу-
ры и от дисперсности частиц окислителя. При увеличении размеров 
частиц температурный коэффициент возрастает. При проведении прак-
тических расчетов принимают, что α
ut
не зависит от давления в двига-
теле и температуры заряда. С учетом этого скорость горения при тем-
пературе заряда t
з
определяется по зависимости вида 
ut
з
=u
N
[1+α
ut
(t
з
 - t
N
)], 
(3.7) 
гдеu
N
– скорость горения при номинальной температуре t
N
, 
t
N
– номинальная температура, при которой определяются харак-
теристики СТРТ для паспорт-карточки на топливо, обычно принимает-
ся t
N
=+20 °C или t
N
=+15 °C. 

101 
Для СТРТ значения α
ut
составляет 0,001-0,005 1/°С. 
Эрозионное горение. Рассмотренные выше зависимости скорости 
горения от давления и начальной температуры заряда относятся к слу-
чаю, когда вдоль поверхности горения нет движения продуктов. 
В РДТТ по мере удаления от переднего торца заряда в сторону 
сопла приход газа увеличивается, что приводит к увеличению скорости 
потока продуктов сгорания вдоль поверхности горения. 
Рисунок 3.9 – Изменение скорости газового потока в камере
сгорания РДТТ 
Скорость горения одного и того же топлива увеличивается, если 
вдоль поверхности горения движутся продукты сгорания. Горение в 
таких случаях называется эрозионным. Основная причина этого явле-
ния состоит в интенсификации процессов тепломассопереноса. При 
увеличении скорости газов, обтекающих поверхность горения, проис-
ходит турбулизация и приближение зоны горения к поверхности топ-
лива. Усиленный подвод тепла к поверхности горения интенсифициру-
ет химические реакции и приводит к увеличению скорости горения. По 
мере выгорания заряда площадь поперечного сечения канала увеличи-
вается, скорость газового потока уменьшается и эрозионное горение 
исчезает. Для характеристики эрозионного горения Ю.А. Победонос-
цевым была предложена зависимость, названная коэффициентом По-
бедоносцева k: 
(3.8) 
где S – поверхность горения заряда, 
F – площадь проходного сечения газового потока. 

102 
В крайнем, выходном сечении канала заряда будетkиметь макси-
мальное значение. Эрозионное горение возникает в начальный период 
и при достижении некоторого порогового значения k

жүктеу/скачать 1.91 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: