1-69 (1046063)
Текст из файла
ВВЕДЕНИЕ 2ЛЬ4 542-66 Е < Еп! ппы< иппдгпскрованные системы представляют со<пи! п«.пп! ьч к<ь' гм<'ги твердых или жидкО-Вязких ГО11ючих <! <ь<! <<<!«''!«'!. 1 йь п! <' п<' г<'и такого типа наибольп!ип интерес В настОЯЩОО Ь<п Пи П<Ь .<Г <пи За<ОТ СЛ1ЕСЕВЫЕ ТВО11ДЫЕ ТОПЛИВВ (ДЛЯ РЯКЕТНЫХ, ь <и<шь <Чь ьитпьпых и других двигателей) и пиротехнические « .п (пи<<<и< п ° сп. 1 "<59, 222, 223 и др.]). < и,! .<Тп пи<ига киидонсированных смесей не являются новыпп )<, и <и!пельш<, история применения черного пороха в кап <и ~ пи< тишо топлива, а также применения различных пир гггльпшч ьпл гпг<п й насчитывает многие и многие столетия.
< <ьь<<ь ! ь ши<пу л.! Х в. черный порох утратил свое значение в кап<и <и< рььг<ппгп топлива — сначала в связи с временным падеиш и и~«<ьч.ь и рьштиой технике, а затем, после начала быг<~ «рььиитии <пи<отпой техники в 20-х годах нашего столе<пи, п < ьизп г !п<пвлонисм жидкостных ракетных двигатолей и ,ььп! ьт< лей ьь хи< рдом топливе балли<титного типа.
Что ка- < .! 1 и пир< тел пи ич ких смесей, то интерес к ним неизменно со<<!.<ьп.ьгз, ьп и гиязн со сравнительно ограниченным объемом и < ирпп:пюд <тю! Вгглодование закономерностей горения пиротглпп пч ппх гп<чи и проводилось в небольших масштабах. Крои ° т гп, ппп гилюп! затруднялось очень большим разнообразием < ь и "гп и пп и< птов различных пиротехнических смесей. Е.<<чюь пни шютому, что теория горения (начавшая развипью, и г 9<! х годов прошлого столетия) разрабатывалась прежьг иг<ш ! прьпш!ьтельно к горению гааов, которое имеет больш<и прььтпч<ткоо;<пачение и является значительно более прог<ми пп гноим:юкономерностям. Следует также учесть, что при п тлгдовипии горения газов могут быть использованы многие р< зультпты, полученные прн изучении кинетики газовых реаккп!! и об!ласти более низких температур.
Ноздпео было установлено, что тепловая теория горения га:<ои может быть успешно применена для описания горения летучих гомогенных конденсированных систем. Для нелетучих гопогенкых систем положения тепловой теории горения исполь:п<иались главным образом примонительно к реакции в конденсированной фазе. е<ти положения дополнялись рядом качествен- ГЛАВА ! пых представлений (прсждо зс)во о нзлнчнн дисизргкровакия па поверхности горящого ззрндз). Интерес к гетерогекпым коцд«нснрозаниыа! системам и объем го соответствующих исследований значительно увеличился в об-е годы в связи с быстрым развитием смоеезых твердых ракетных топлив различиых типов.
Н настоящее время в литературе имеется по крайней мере яесколько десятков работ, касающихся гореиия гетерогенных систем. Используя результаты этих работ и опираясь ка выводы тепловой теории горения, можно построить качественные представлеиия о горении гетерогенных конденсированных систем и элементы количественной теории.
ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПЛАМЕН 1! н зим глучв скорость горения зависит от скорости сме)нензз н х дзмх компонентов в зоне прогрева и зоне реакции ! )чз )е!) рзгенн)зх систем), от скорости химических реакций ме,)ч)! з мноз! зтзмн, от скорости передачи тепла и активных ча)нн зз .н)ни р)зкцни к исходной систоме. Нормальная скорость ),1н ннн (н г! м более форма фронта горения) зависит от условий н и ннн ! в в! Й ! ьич;и' и продуктов горекия (особекко при терезин и Л из! з)) л их).
Кгт гтв ззз, зз может быть и речи о создании пригодной для в ет глуч)н з формулы, позволяющей вычислять скорость гореннз, н зн тнтн бь! о з;нюси единой для всех случаев и в то же время н! лзвк )и громоздкой системы уравнений, пригодной для ')н)чн'ннн)н р)'нн'ннн. 11 вт! му з т)ч)рнк гореяия рассматриваетея несколько основом т чив)н злзмен. Нии неодинаковы по своему научному и ирак)зч ч кому:взчезню и степеяи изученности. Неодинаковы иа!)зм ")1н,), з1н дгтннлнн)щие наибольший интерес для данного типа нл,))н нн.
Сущ)гтв ияо отличается подход к теоретяческому расгмнг1н ннн) кзжднго типа иламеки. Некоторые различия имеются и и !)в))н рнхн'зтзльиых погодах. 11! !и )нглнм нзнболоо важные для теории горения типы план) и:!) гн)ыизнриоо пламя в гомогенной газовой смеси. К этому ьг тину относится пламя при горекия летучих взрывчатых вен!)ч"! н; ') лзмзнзрное диффузионное пламя прв горении струи горюзво гжш н окнслителькой атмосфере.
К этому типу примыкает пламя при диффузионном горении жидкого горючего, налитого и цилиндрический сосуд, и т. и.; 3) гтламя,при горении капли жидкого горючего пли частицы тзердого горючего в окислителькой атмосфере; 4) турбулеяткые цламеяа в гомогеякых или в предварптельио ис смешаякых газовых смесях; т для газообразных систем алк систем газ — , 'твердые частицы (зли жзд! кне капли).
5) пламя при горении п«л«тучих пзрывчатых веществ, порохов и т. д. в тох случаях, когда сущсста«иную роль «играет реакция в ко>п«енсированной фазе. Имеется болыиое число промежуточных случаев, например, горение взвеси частиц твердого гор>очего изи взвеси капель я«идкого горючего в потоке газообразного окислителя (этот случай сочетаот в себе»ризнаки, характорпые для пламон типа 3 и 1 или 3 и 4). Наибольшии технический нитерое представляют именно промежуточные случаи. Горение конденсированных смесей также представляет собой промежуточный случай, в котором мокнут в той или иной степони сочетаться признаки, характерные для пламен типа 1, 2, 3 и 5. Турбулентность также может играть определенную роль при горении конденсированных смесей, однако в совершенно иных условиях по сравнению с иламенами типа 4.
Коротко рассмотрим некоторые характеристики основных типов пламен в той мере, в какой это полезно для понимания аакономерностей гороння кондеясированных смесей. Предварительно следует остановиться на опредолении скорости горения. При ламинарном горении газовых смесей и гомогенных конденсированных систем большое принципиальное значение имеет понятие нормальной скорости горения (и„). По определению, и„ равна скорости перемощения пламени относительно свежей смеси и направлении, перпендикулярном поверхности пламени в данной точке. Размерность и„ в системе ОИ вЂ” л«/сек, однако для скорости горения эта единица пока употребляется редко и только для газовых систем.
Обычно величину и„для газовых систем выражают в сл«/еек, а для конденсированных систем и л«м/сек (если выражать скорость горения конденсированных систом в л«/«ек, то в обычном диапазоне давлений получаются очень малые дробные числа). Для гомогенных конденсированных систем чаще всего измеряется скорость горения цилиндрических зарядов, горящих с торца, причем фронт горения полагается плоским (опыт показывает, что в большинстве случаев при наличии надлежащей оболочки это допущение справедливо, и искажения наблюдаются лишь на краях заряда).
К тому же для твердых веществ (и достаточно вязких жидких веп«еств) исходное (твердое или жидкое) ве«цество неподвижно во время горения. Поэтому в данном случае нормальная скорость горония просто равна видимой скорости пламони (в лабораторной системе координат) и постоянна в различных точках заряда.
Примерно так жо обстоит дело при измерении скорости горения газовой смеси на п>пк кой горолке, с той лишь разницой, что в этом случае фронт торопил неподвижен, а свежав смесь движется со скоростью и ии . 1'/А>', где к' — объемный расход газа через гор~яку, елгз/г«к;,у --. площадь проходного сечения го- кки, ем'. Аналогия является и болое полной, что летучие 1'11 сначала испаряются, и по«и и:>ров сгорает во фронте гоп> ипи (однако для конденсирои:>и им х игществ измеряется ско- 1> и «» з>1юния Относительно >«ид пгпрованной фазы, а не >,ии>).
1(рп измерении скорости гор> пил г:>,иии>й смеси прн помощи бу>шгпии«ч«ии горелки фронт го(п иии им>ч"> ши>усообразную ф>д му (риг. 1), и площадь его ииж рхи>и ти Ь>р значительно »ол ьии, чгм площадь поперечи и и ««;ч«>пик горелки. Нормальпзи «кирокм горения (средняя) р,>ии;> пк (>/Яф. )йо>кпо также иы(юзпть ик чеРез скоРость и ит«ш>ющсго во фронт го(„,иии. и и ч,п «р >,де «р Ркс. «.
Лавшизрпое (а, б) н турбу- лентное (г, г) пламя в стехиометрв«» л и> л«ду и'ктором скорости ческой смеси ири о'«ного ческой смеси природного газа с воз»,,ж и ф(и>игом горопия. 11ри г«>(и'ипп газовой СмеСи В а, г — обычный снимок о зкктелькой вы" > рубил оп и гфсрических сосудах ковжк«>й> б, г — жвкрокьфотогрвфвк иидимии скорость пламони (отно о вгоьыв коровкой выкержкой пт льио стопок сосуда) не равно иирмил«,пий скорости горения, так как под влиянием расширгип» продуктов сгорания свежая смесь перед фронтом горения дпгнкотся относительно стенок сосуда. Таким образом, измерение нормальяой скорости горения и„ пипболое просто для гомогенных кондонсированных систем, так кзи в этом случае фронт горения плоский, а исходное вещество иопидвпжпо (в лабораторной системе координат), и поэтому и„ равна видимой скорости распространения пламени и (в лабораторной системе координат).
Нужно, однако, подчеркнуть, глто понятие нормальной скорости горения удается применить далеко не ко всем типам пламен (см. ниже). В частности, для наиболее интересующего нас случая конденсированных смесей поверхность фронта горения имеет слон«ную нестационарную форму, и измерить ее величину не представляется возможным. Поэтому для конденсированных смесей под скоростью горения подразумевают видимую скорость перемещония всей зоны горения (в лабораторной системе координат), какова бы ни была толщина этой воны и поверхность фронта горения.
Лишь в предельном случае достаточно мелко- дисперсных смесей летучих кнмноноптоз, когда горение протекает аналогично горению гомогонных систем, скорость горения является нормальной скоростью гороппя. Помимо лпнойной скорости горения пол|зуютсн та|Оке массовой скоростью горения т =- ои, где р — плотность свежей смеси. Очевидно, что т равна массе вещества, сгорающей в единицу времени на единице площади фронта горения (если взята и„) или на единице площади поперечного сочения заряда (если взята и).
В системе СИ разморность массовой скорости кггма.сек, однако в литературе эта единица пока не встречаетсп ', и величину т вьц|аксают в г)слга сек (1 г!слса сек = 10 кг)ла.сек). Как для газовых, так и для конденсированных енотом массовой скоростью горения пользуются реже, чем линейной. Отчасти это связано с тем, что экспериментально, как правило, измеряется именно линейная скорость горения. Однако при сравнении скорости горения газовых и конденсированных систем годится только массовая скорость. Действительно, величина ш для газовь|х смесей и летучих конденсированных веществ имеет один и тот же порядок.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
