Сарнер С. - Химия ракетных топлив (1049261), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Рост зародышей включает процессы диффузии в объеме молекул пара до поверхности частицы, адсорбцию, поверхностную диффузию, химическую реакцию [если она происходит), внедрение 11 Заказ № 818 б КИНЕТИКА ДВУХФАЗНОГО ТЕЧЕНИЯ частиц в решетку жидкой или твердой фазы, десорбцию некоторых парообразных продуктов и диффузию тепла, выделяющегося при конденсации. Скорость роста зависит от кинетики этой последовательности процессов.
Зетц [!([ определил скорости роста частиц жидкой окиси бора в газовом потоке, истекающем из имитатора камеры сгорания реактивного двигателя. Агломерацию обычно рассматривают как обыкновенную бимолекулярную реакцию, при которой суммарная скорость агломерации зависит от частоты столкновений, энергии активации, кинетической энергии соударяющихся частиц и коэффициента, учитывающего вероятность распада агломерата, прежде чем частицы сольются. Подробный обзор явления конденсации с общей [3[ и математической точек зрения [4] выполнен Куртин'1.
Наши познания в этой области все еще не позволяют дать точного математического описания эффекта конденсации в потоке или его механизмов. ЛИТЕРАТУРА 1. Альтман Д., Картер Днь М., сб. «Процессы горения», под ред. Льюиса Б., Пиза Р. Н., Тейлора Х. С., Физматгиз, М., 1961. 2. С а Ь п Я. 'й)., Н 1 1! ! а г б 3. Е., А Сйет. Рйуз., 31, 688 (! 959). 3. К у р т н и, Ракетяаа техника, № 6, 3 (1961).
4. С оп г1 ив у %. О., Техасо Ехрег!гпеп1 1псогрога!еб Йерог! ТМ-!202, !960. 5, О!1!о п Р. 1., Р., 1.1пе 1.. Е., Яи, ?е! РгориЫоп, 26, 1091 (!956). 6. О !1Ь е г1 М., ГГ ач ! з !З., А1! ш а п О., ?ет РгориЫоп, 25, 26 (1955). 7. Х о г л а н д, Ракетная техника, № 5, 3 (1962). 8. К 11 е я е! Л. ц., 1. А. 8., Рарег 60-8 (1960).
9. К!!с я е! 3. й., )Ч)с Ь е гв о п О. й., Ашег. носке! 8ос. Ргерг!п1, 1?13— 1761 (1961). 1О. С а р не р, Д ол л р и с, Ракетная технико, № 2, 107 (1961). 11. 8 е1х е Р. С., НАСА йМЕ 55 120а (!957). 12. 81 о п е с у р Ь е г Т. Е., йо1нп апб Нааб Йерог! Р-60-17 (1960). 13. 8 1 о п е с у р Ь е г Т. Е., ноьш апб Нааз церог! 849 (1964). 14.
81опесур Ь ег Т. Е., частное сообщение, дек. 1964. 15. Тау!ог Н. 8., Еуг(ии Н., 8Ьеггпап А., У. Сйепь Раух., 1, 68 (1933). и Обширный обзор литературы ио конденсации представлен в монографии Х и р с Д., П а у н д Г, Испарение и конденсация, изд-во «Металлургия», М, 1966. — Прим. ред. 7. ГОРЮЧЕЕ-СВЯЗУЮЩЕЕ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ Обозначения а„— коэффициент сдвига Вильямса — Ланделя — Ферри; а, Ь, с — коэффициенты; Š— модуль упругости Юнга; Р— сила; 6 — модуль сдвига; К вЂ” модуль всестороннего сжатия; Т. — длина; р — гидростатнческое давление (напряжение при всестороннем сжатии); Р, Я вЂ” операторы; г' — время; Т вЂ” температура; 'г' — объем; у — относительная деформация сдвига; е — относительное удлинение при растяжении; т1 — коэффициент вязкости; т — коэффициент Пуассона; р — плотность; о — напряжение растяжения; т — напряжение сдвига.
Индексы  — точка разрыва; 5 — конец линейного участка; у — предел текучести; 1, т, п — индексы; Π— начальное значение. 7.1. ВВЕДЕНИЕ Горючее-связующее в твердых ракетных топливах выполняет несколько основных функций. Оно должно связывать кристаллические вещества, используемые в смесевых топливах, и придавать топливу достаточную механическую прочность, чтобы заряд 11~ 164 7. ГОРЮЧЕЕ-СВЯЗУЮШЕЕ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ топлива не разрушался при хранении и горении. Горючее-свя- зующее также влияет на реакционную способность топлива и является дополнительным горючим 1в некоторых случаях доба- вочным количеством окислителя). 7.2. ОТНОШЕНИЕ ОБЪЕМОВ ТВЕРДЫХ И ЖИДКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ А ~2 Рзо — Лз (7 1) В общем случае технологические качества смеси ухудшаются при увеличении отношения объема твердых составляющих Таблица 7.7 Критерии технологичности Отношение объемна твераай составашошсй к ткнткой Характеристики смеси Выше 3,5 3,0 — 3,5 2,5 — 3,0 Практически нетехнологична Имеет плохую технологичность Обладает нормальной технологичностью Обладает очень хорошей технологичностью Могут возникнуть трудности из-за усадкп 2,0 — 2,5 Ниже 2,0 Твердое ракетное топливо должно содержать достаточное количество горючего-связующего для связывания кристаллического окислителя и металлических добавок.
Из-за недостаточного количества горючего-связующего смесь может быть чрезмерно зернистой или жесткой. Следовательно, для обеспечения соответствующей технологичности топлива требуется некоторое минимальное количество горючего-связующего. При рассмотрении горючего-связующего, состоящего из полимера, полимеризующего агента, каких-либо пластификаторов или катализаторов как жидких составляющих и окислителя и металлических добавок как твердых составляющих, было получено эмпирическое соотношение, которое связывает относительные объемы твердых и жидких составляющих смеси с технологичностью. Фактор технологичности может быть определен через отношение объемов твердых и жидких составляющих Аа или через относительный объем твердых составляющих Ам выраженный в процентах.
Эти два параметра взаимосвязаны 7. ГОРЮЧЕЕ-СВЯЗУЮЩЕЕ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ 165 к объему жидких. Основные критерии технологичности твердотопливных смесей, состоящих из стандартных составных частей, можно проследить по данным табл. 7.1. Возможные способы уменьшения отношения объема твердых составляющих к объему жидких включают применение чрезвычайно вязкого связующего, крайне легкой или рыхлой добавки или окислителя необычной кристаллической формы. Соотношения объемов твердых и жидких составляющих, приведенные в табл.
7.1, могут быть выдержаны только после приобретения значительного опыта по изготовлению топлива. Иногда для обеспечения максимального заполнения может потребоваться нагревание и деаэрация смеси, двух- или трехфракционное распределение по размерам частиц твердых составляющих или гранулирование компонентов. 7.3.
ТИПЫ ГОРЮЧЕГО-СВЯЗУЮЩЕГО Самым первым типом топлива со связующим являлась двух- основная система. Свойства этой системы не зависят от характера отверждения полимерной системы, но зависят от способности нитрополимера (нитроцеллюлозы) поглощать и десенсибилизировать нитроглицерин. Нитроцеллюлоза образует жесткую желатинированную сетку, пластифицированную нитроглицерином. Для предотвращения разложения используются различные добавки. На практике из-за высокой чувствительности нитроглицерина иногда применяются другие нитропластификаторы, например диэтиленгликольдинитрат, триэтиленгликольдинитрат или триметилолэтантринитрат.
Нитропластификаторы могут также использоваться с полимерными отверждающимися системами, такими, как полиуретаны или полиэфиры. Ограничения на введение нитропластификаторов определяются смешиваемостью жидкостей и количеством пластификатора, которое может быть связано с полимером и удержано в сетке полимера. Подобным образом в полимер илн в пластификатор могут быть введены группы 1А1 — Е или Π— Р. Однако эти системы, так же как и системы с нитропластификаторами, отличаются высокой чувствительностью и их избегают применять в тех случаях, когда можно использовать обычные твердые ракетные топлива. Непластифицированные системы с поперечными связями также придают твердому ракетному топливу превосходные механические свойства, и в этом случае нет тенденции к удалению из связки «несвязанного» пластификатора.
Последнее может вызвать деструкцию твердых ракетных топлив при длительном хранении или в условиях разрежения. 166 т. ГОРючее-сВязующее тВеРдых РАкетных тОплиВ Таблица 7.2 Обычные типы полимеров Мовоиервое звено Полимер Полиэтилен О О ~! !! — Π— (СНЗ)„— Π— С вЂ” МН вЂ” (СНэ)„— Мн — С— Π— (СН ) — С вЂ” О— 1( — СН,— СН=СН вЂ” СН,— СН, — СН,— С— СНЗ С( — СН,— СН— — СН,— СН— СН Полиуретан Полиэфир Полибутаднен Полииэобутилен Поликлорвинил Полиакрнлоннтрпл — (СНэ)э — Π— СНэ — Π— (СН,),— 5 — 8— — (СН,),— Π— СН,— Π— (СН,),— Б — 6— Этилформальполисульфнд Бутилформальполисулырид Политетрафтор- этилен — сг — сг— Обычные полимеры, образующие системы с поперечными связями, приводятся в табл. 7.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
