Химические ракетные топлива


Химический состав и физические свойства ракетных



Pdf көрінісі
бет12/66
Дата20.10.2023
өлшемі1.91 Mb.
#481296
түріУчебное пособие
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   66
С.Н. Козлов, А.В. Литвинов, Л.Д. Ленкина ХИМИЧЕСКИЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА

1.4 Химический состав и физические свойства ракетных
топлив [2, 3] 
От химического состава зависят физические и энергетические 
свойства ракетных топлив. Состав топлива определяет показатели ра-
бочего процесса в камере сгорания двигателя – температуру, полноту 
сгорания, состав и параметры продуктов сгорания. От массового соста-
ва топлива зависят такие свойства как плотность, удельное газообразо-
вание, упругость пара и теплота парообразования, которые во многом 
определяют конструкторскую компоновку двигателя. 
1.4.1 Формула и массовый состав топлива 
Периодическая таблица элементов включает атомы, обладающие 
восстановительными свойствами (H, Be, B, C, Na, Mg,Al, Si,…), окис-
лительными (O, F, Cl) или другими, менее выраженными (N) свойства-
ми. Любое химическое топливо в качестве базовых компонентов со-
держит горючее и окислитель. Горючее можно определить как вещест-
во, содержащее главным образом атомы с восстановительными свойст-
вами, а окислитель – как вещество, содержащее в основном атомы с 
окислительными свойствами. Для количественной характеристики раз-
личных веществ в химии используют понятие моля, что соответствует 


21 
количеству молекул, равному числу Авогадро (6.0254

1023 молекул 
на моль). 
Топливо задается условной химической формулой вида HaBbCc 
или CcHhOoNn, где А,В,С – элементы из которых состоит топливо
(С – углерод, Н – водород, О – кислород и т.д.); а, b, с – число атомов 
элементов. Если условная химическая формула записывается для одно-
го моля топлива, то ее называют молекулярной химической формулой. 
Она удобна для химических расчетов. Если известен массовый состав 
элементов топлива (в %), а молекулярная масса и химическая формулы 
не известны, то условную химическую формулу можно рассчитать по 
условной молекулярной массе 
µ=100=ΣA
i
z
i
=A
1
z
1
+A
2
z
2
+…+A
k
zk 
гдеA
i
– атомная масса i-ого элемента, 
z
i
– число атомов i-ого элемента в молекуле топлива. 
А число атомов элементов, входящих в условную химическую 
формулу, – по следующим соотношениям: 
 
 
 
(1.12) 
где 

,…, 
– атомные массы элементов; 
– относительная массовая доля i-ого элемента. 
Пример. В состав керосина (CaHbОk) входит 86 % углерода,
13 % водорода и 1 % кислорода. Полагая условно молекулярную массу 
керосина m
T
=100, по приведенным выше соотношениям найдем: 
для углерода

для водорода

для кислорода
Тогда условная химическая формула керосина может быть запи-
сана в виде С
7,15
Н
13,0
O
0,0625

На практике очень широко принят способ расчета массового со-
става не на моль, а на 1кг топлива или компонента топлива. Для ЖРТ, 
где широко применяются индивидуальные химические элементы или 
их простые соединения, этот способ имеет безусловные преимущества. 
Пример. В состав керосина по массе входит 86 % С и 14 % Н. 
Найдем его условную химическую формулу. Если 



22 

то искомая условная химическая формула для керосина будет записана 
в виде С
0,715
Н
0,14

Если топливо или его компонент представляет собой механиче-
скую смесь элементарных химических веществ, относительная массо-
вая доля любого элемента может быть найдена по формуле: 
 
(1.13) 
где 
относительная массовая доля i-ого элемента в смеси топлива 
или его компонента; 
– относительная массовая доля i-ого элемента в к-ом компо-
ненте (в смеси топлива); 
– относительная массовая доля к-ого компонента в смеси. 
Для проверки расчетов по этой формуле используют условие
Например, нужно найти (по массе) состав окислителя, состоящего 
из 96 % азотной кислоты (HNO
3
) и 4 % воды (H2O). 
Молекулярную массу азотной кислоты найдем из условия: 
где
– атомные массы водорода, азота и кислорода, 
– числа атомов в соединении
 
Относительные массовые доли элементов определяются соответ-
ственно: 
В результате проверки получаем: 
Молекулярная масса воды 

Относительные массовые доли элементов в воде: 


23 
Найдем массовый состав элементов в компоненте – в окислителе, 
содержащем 96 %HNO
3
+4 %H
2
O. Относительные массовые доли каж-
дого компонента в окислителе известны: 


Запишем: 
В результате получим



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   66




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет