Жуков Б.П. - Энергетические конденсированные системы (1044938), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Хлориды многих металлов имеют низкие температуры плавления н киbення, гго способствует их удалению с поверхности частиц и более полному сгоранито при относительно низких температурах Металлические горючие в сочетании с хлорсодержащнми горючилти используются для получения маскирующих дымов (металлохлоридных дътмовых составов). Образующиеся хлориды металлов поглощают из атмосферы влагу, что приводит к увеличению массы аэрозольных частиц и маскирующей способности аэрозоля. Карбиды, сульфиды, фосфнды н ингриды легко взаимодействуют с О2, поэтому при горении пиротехнических составов опи образутотся только в случае его недостачи для полного окисления металлического горючего.
Например, прн сгорании смеси, содержаткей, %: ЕИО9 — 80, титан — 10, тиокол — 10, осповнымн продуктами сгорания являются О2, Т1О2, Хз, СО9, КОН и К2ВОвх (Тгор -2000 К); Го ния моли ииато и смеси КИОз — 50, Т1 — 40, тиокол — 10: К, Т~2Оах, Т1зОсх, 5, Х2, СО, Т152 (Ттог — -2941 К); смеси КХО2-20, Т1 — 70, тиокол — 10: Т1Х, К, Т1От, ТМХ, Т|СХ, Т15т (Т, = 2924 К). Ю. 22.
Эгедякии ГгзрйНМга И1вдт04ВИКатйзрЫ вЂ” добавки, вводимые в ЭКС в неболыпом количестве (0,1 — 5%), способные измеиить величину скорости горения, ее зависимость от давления, начальной температуры, устойчивость горевия и т.п. Обнаружено и исследовано множество соединений и классов МГ среди органических и неорганических конденсировапных веществ.
Воэможность и эффективность воздействия МГ зависят от природы топлива и МГ, а также количества, дисперсиости, способа ввода МГ, условий горения. В плане увеличеиия скорости горения ЭКС (порохов, ТРТ) наиболыпую эффентивиость проявляют соедииеиия, содержащие металлы переменной валентности (Ре, Сп, РЬ и др.) (см. Катализаторы горения, Стабилизаторы горелая и Иттгибиторы горения).
СВ. Чкйко Ггэйгвння игэввршгсэсть гатерогвинвйк кюнденсввро- ВЙГ00ГНИ КВВКТФВ0 — это граница раздела между исходным составом или кондеисированиым продуктом его неполной деструкции и пролуктами горения, вылетающими (диспергируемыми) в золу пламени. При горении индивидуальных плавящихся ВВ ПГ представляет собой границу раздела между расплавом ВВ и продуктами его испареиия.
° Как правило, ПГ ГКС имеет неоднородную структуру, которая определяется геометрическими размерами частиц, теплофизическими свойствами исходиых компонентов и особенностями процессов их высокотемпературного разложения (рис.1). Чем меньше размер часпщ компонентов, температура их разложения и газификации и чем выше степень их перемешанности, тем ближе ПГ к однородной, характерной для гомогепных ВВ. При Рис. т, И = 2 . 3 мкм, ~омотеииэироааииая Го2, а = 100-300 мкм, тетеоотеиаая (6~, слоеаая Ге) системы 178 Го сиия послойного ив жение стойчивости использовании крунньгх частиц компонентов (размером порядка 1 мм) ПГ представляет собой совокупность конических выемок, в которых происходит реакция между газофазными продуктами разложения горючего и окислителя.
Предельным случаем такого вида горения является горение систем, состоящих нз чередующихся слоев окнслнтслл и горючего. В промежуточной области размеров частиц, а такжс при значительных различиях в теплофизнчсских свойствах компонентов (или кинетических законов их разложения), ПГ имеет структуру, близкую к фрактальной. Последнее характерно для высокометаллиэированных н пиротехнических составов. Прп математическом модслированин процесса горения ГКС структура ПГ, как прави. ло, принимается плоской, а законы ее продвижения по образцу определяются усредненными параметрами.
ГО.В.Ер ° Горения носнойного нар11йненне 1Гстойчивости -процесс, который при определенных условиях делает невозможпьгм стационарное горение энергетического матриала. НУПГ связано с действием различных механических, газодинамических и теплофизических факторов. Для твердых энергетических материалов (порохов, ВВ, ТРТ), обладающих газопроницаемой поригтостью, основной причиной НУПГ является проникновение горения в пары материала и развитие режима конвективнаго горения; для сплошных ракетных топлив — проникновение горения в микродефекты (трещины, отслоения), возникшие в результате чрезмерных деформаций, а для жидких ВВ-автотурбулизацня горения. Результатом НУП1 по указанным механизмам является существенное (в десятки н более раз) увеличение скорости распространения горения по заряду, сопровождающееся резким ростом поверхности горения и давления, которое в конечном итоге заканчивается взрывом и разрушением иэделия.
° Беляев А.ср., Бооолее В.К., Корогихое А.И„Сулияое А.А., Чуйко СВ. Переход го. рсиия коидепсировеииых систем во взрыв. — М.: Наука, РЗ73. Б.С. Ерлоллее Горенка иреййенм гетерогенимх кон1аеисироваиных снетезя. Специфической особенностью (ГКС) является наличие пределов или критических режимов горения. Наличие ПГ может быть связано с внутренней микраструктурой образца. Прн горении ГКС наиболее ярко выражены концентрационные ПГ, т.с.
прекращение горения илн резкое скачкообразное изменение скорости распространения волны горения при определенном соотношении концентраций ингредиентов ГКС Го ения массо»яя око ость ы9 Для бинарных ГКС, компоненты которых представляют собой вещества, не способные к самостоятельному горению, четко выражены .левый» и справый» ПГ. Массовые концентрации компонентов па ПГ при этом могут значительно различаться (от единиц до десятков процентов), однако объемные пороговые концентрации оказываются весьма близкими 1б об.%.
Если же хотя бы один из компонентов бинарной смеси способен к самостоятельному горению, то критические явления — прекращение процесса ~орения или резкий скачок на другой уровень скорости горения — наблюдаются при объемной концентрации этого компонента, также близкой к 16%. Концентрационные ПГ, как правило, не коррслируют с изменением расчетной адиабатичсской температуры горения. Гораннн массаааа снарсьсть — произведение величин линейной скорости горения и плотности заряда; характеризует массовый поток продуктов сгорания с единицы площади поверхности заряда в единицу времени (г,''см с).
С. д, Чкико Гореннн саороста расарнстранання Фронта — меняется в достаточно широких предслах. Эта величина определяется энергетическим потенциалом состава, внешними условиями (давлением, температурой), микроструктурой образца (пористость, дисперсность компонентов, степень неоднородности и т.д.). Зависимость скорости горения У от дисперсности компонентов (при постоянстве других параметров) имеет 5-образный вид. При крупных размерах частиц скорость горения слабо зависит от их диаметра. Фронт горения фактически распространяется по границе кон~акта зерен и реально проходит в выемках типа конуса (скармана»), а скорость горения ГКС с газифицнрующимся окислителем является линейной функцией величины внешнего давления.
По мере уменьшения размера частиц сг скорость горения начинает возрастать, достигая максимального значения при определенном достаточно малом значении И. После этого скорость горения также перестает зависеть от диаметра частиц, и (7 линейно зависит от давления (о = 1) При этом по степени перемешанности состав становится практически гомогеиным.
Промежуточная область размеров частиц наиболее сложна для аналитического и экспериментального исследований В этой области Го сиии ст»били»»то и скорость горения зависит от размера частиц и от всличины внспшего давления (У Р', где О < о < 1). Величина скорости горения пропорциональна энергоемкости ГКС и реальному энерговыделению в волнс горения. Отметим, что размер частиц Н, при котором начинается «контактное» или «гомогепнзнрованное» горение„с ростом давления уменьшается, а промежуточная область «гетерогенного» горения Ф = )Ы)) — расширяется, Для металлсодержащнх СТТ скорость горения также возрастает прн уменьшении размера частиц порошкообразного металла.
Максимум скорости горения достигается при условии сг*,х = с(„. Дальнейшее снижение размеров частиц металла может привести не только к стабилизации величины У, ио и к ее падению (особенно при высокой концентрации металла в составе). Аналогична зависимость У(о) для ГКС на основе сложного окислителя (ПХА + октогеи). При уменьшении дисперсности частиц октогена и постоянстве размеров частиц ПХА скорость горения проходит через максимум. Для малогазовых ГКС (термитов), в которых реакция проходит по границе контакта компонентов, скорость горения также зависит от дисперсностн частиц, однако внешнее давление практически не влияет на величину У (и = 0).
Ю.В. Фоо«о« з ОфФИИФ чТйй»ИЛИЗЭТО9В — мелкодисперсные термостойкие конденсированные вещества, вводимые в рецептуру на стэдии изготовления топлива (Т1О», СаСОз и др.) или образовавшиеся в процессе его сгорания (А1 20з), устраняющие резонансное горение твердотопливного заряда в камере ракетного двигателя или другого устройства. Поглощение энергии колебаний на частицах СГ осуществляется по законам акустики. При этом важно обеспечить соответствие между частотой колебаний, с одной стороны, и диаметром частиц СГ, с другой. Термостойкость частиц необходима для сохранения способности функционирования СГ на всех стадиях внутрикамерного процесса.
и. зг. ггив кои ГОижиИИ «йзиви»зесиий закОИ вЂ” закон, отражающий все особенности горения реального пороха в данных условиях и его отклонение от идеального закона горения. При обработке днаграммся давлепия, полученной после сжигания исследуемого заряда в сосуде с постоянным объемом, определяются основные параметры, характеризующие горение реального пороха. Гс !счсс вс вз мвчатв!х смесях К ним относятся изменение относительного объема сгорешнего пороха ч! по времени и интенсивность газообразования Г (гамма-функция), которая определяется как удельная быстрота газообразовапия, приведенная к давлению (р), т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
