Главная » Просмотр файлов » Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. 1989 г.

Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. 1989 г. (1241535), страница 77

Файл №1241535 Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. 1989 г. (ДЗ "Экология ЖРД") 77 страницаАлемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.Л. Теория ракетных двигателей. 1989 г. (1241535) страница 772021-01-01СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 77)

Интенсивность процессов в к-фазе возрастает с увеличением начальной температуры Т, н давления. Характерным для двухосновных топлив является возникновение вблизи поверхности газокапельной или парогазовой зоны 8, которая содержит большое количество диспергированных в газе твердых и жидких частиц. Здесь продолжаются реакции разложения с интенсивным тепловыделением. Исследования показали, что реакции именно в этой зоне, заключающиеся в основном в восстановлении )х)О» до ЫО, управляют горением двухосновных топлив. Увеличение массового содержания )х)О« в топливе вызывает возрастание теплового потока к поверхности, что вле- ™ чет за собой повышение скорости горения. ги В «темной» зоне 4 по мере удаления от поверхности топлива Гуаа газ горение двухосновного Зцц Схема ТРТ: ! — зона нагрена в твердой фазе; 5 — зона физина-хнмнзесних преврапсеннй в твердой фазе: 3 — пнрогазаваа зона, 4 — «темнав» зона газофазнмх реанпий; 5 — тона пламени х Ззз накапливаются продукты разложения и начинаются реакции в газовой фазе, вначале между продуктами разложения и продук; тами неполного сгорания.

Темная зона постепенно переходит в зону 5, в которой образуются конечные продукты сгорания и устанавливается химическое равновесие при температуре пламени (зона светящегося пламени). Реакции в зоне 5 подчиняются закономерностям гомогенного горения. При давлении в камере сгорания более 3 МПа состав продуктов сгорания обычно соответствует химически равновесному. При низких давлениях химическое равновесие может не устанавливаться, что приводит к понижению температуры продуктов сгорания.

31.1.2. Смесевые топлива Главными характерными стадиями горения и в данном случае являются разложение и газификация твердой фазы и газофазные пламенные реакции. Все факторы, увеличивающие теплоподвод, к поверхности топлива, ускоряют разложение н газификацию поверхностного слоя. Однако гетерогенная структура смесевых топлив, различия физико-химических свойств их компонентов и дисперсность наполнителя являются причиной существенных особенностей горения. Это прежде всего проявляется в отсутствии четких границ между зонами горения, в пространственной неоднородности превращения компонентов в волне горения, в неоднородности тепловой и диффузионной структуры в газовой фазе. Повторяя неровности поверхности горящего топлива, фронт пламени не является плоским.

Проявления гетерогенной структуры смесевых твердых топлив усиливаются благодаря случайному распределению и ориентации частиц компонентов, что обусловлено технологией изготовления составов. В связи с этим при теоретическом моделировании процессов принимают статистический подход с осреднением дискретных параметров отдельных частиц. Сложность и многообразие режимов горения смесевых топлив' не позволяют описать этот процесс в рамках какой-либо одной универсальной схемы.

Поэтому моделирование процесса горения смесевых ТРТ развивалось по пути создания физически обоснованных моделей для предельных случаев — с очень мелкими и очень крупными размерами частиц кристаллического окисли. теля по сравнению с масштабом зоны горения. В качестве последнего принимается обычно толщина прогретого слоя а/и (а — температуропроводиость, и — линейная скорость перемещения поверхности к-фазы) или глубина реакционной зоны в к-фазе Ьхр.

В качестве примера можно назвать модель конкурирующих пламеи, известную за рубежом как модель Бекстеда — Дора— Прайса (БДП). Создана она была первоначально для топлив; в которых в качестве окислителя используют перхлорат аммония. Согласно модели БДП процесс (рис. 31.2) включает первичное 344 ЗЬ2. Схема модели конкурируюизих племен: С 5 — продукты разложения горючего н окислителя ПА; 2 — горючее: а — окиелнтель; Š— О, и другие продукты разложения; 6 — первичное пламя; 7 пламя разложения ПА; 8 — конечное пламя пламя как результат реакции между продуктами разложения горючего и окислителя; пламя в результате раз- 7 ложеиия перхлората аммония как монотоплива; конечное диффузионное пламя, охватывающее непрореагировавшне продукты разложения горючего и перхлората аммония.

Каждое из этих пламен обеспечивает поступление энергии к поверхности топлива за счет теплопроводности. Очевидно, что горение в этом случае нельзя определить каким-либо одним режимом — кинетическим или диффузионным, оба они возможны одновременно благодаря сложной структуре смесевого топлива. На основе модели БДП можно рассчитать среднюю температуру поверхности топлива Т, и скорость его горения. Для топлив с крупнозернистым окислителем (и' )> а/и) тепловые потоки, имеющие масштаб неоднородности порядка д, не успевают выравниваться в прогретом слое; прн этом имеет место неоднородность скорости горения вдоль поверхности топлива.

Теоретическое описание процесса горения таких топлив основано на осредненин по времени скорости распространения границы раздела фаз вдоль нормали к средней поверхности горения. 31.!.3. Металлосодержащие смесевые топлива. Агломерация и шлакообразование при их горении В процессе горения металлосодержащих смесевых топлив происходят многостадийные преобразования металлических частиц в волне горения, сопровождающиеся сложным комплексом физических явлений. К их числу следует отнести фазовые превращения, агломерацию и диспергирование капель, гидродинамическое воздействие потока на частицы, тепло- и массоперенос между газом и частицами в результате фазовых превращений и, конвекции и др. Горение смесевых металлизированных твердых топлив зачастую сопровождается агломерацией — процессом укрупнения расплавленных частиц металла в поверхностном слое при прохождении волны горения. В результате поверхность горения покидают частицы — агломераты, которые намного (в десять и более раз) крупнее, чем исходные частицы металла.

По этой причине агломерация является одним из факторов, определяющих эффективность использования добавок металла в твердом топливе: образование чрезмерно крупных частиц ведет к не- 345 полноте сгорания металла и снижению характеристик РДТТ. Сложность процесса агломерации пока не позволяет создать непротиворечивую теоретическую модель, удовлетворительно и достаточно полно объясняющую накопленные экспериментальные результаты и позволяющую прогнозировать количество и размеры агломератов в зависимости от параметров твердых топлив и условий их горения.

Весьма важной проблемой, связанной с агломерацией, является отложение шлаков на внутренних поверхностях РДТТ с медленногорящими металлосодержащими смесевыми топливами. Образование и отложение шлаковых веществ более интенсивно протекает при малых скоростях течения и усиливается при действии поперечных перегрузок в процессе полета. Шлакообразование приводит к уменьшению тяги двигателя; чрезмерный нагрев поверхностей, на которых накапливается шлак, может привести к их разрушению. Источником шлаковых веществ являются агломераты алюминия, покрытые слоем окиси, т, е, жидкие капли, либо продукты реакций агломератов с веществами ТЗП.

Определение массы шлака представляет большой практический интерес. Оно требует комплексного решения целого ряда крупных самостоятельных задач, таких, например, как расчет агломерации металла на поверхности топлива и горение агломератов в потоке; вычисление траекторий частиц в зависимости от их размеров н радиального положения в поле течения; определение состава конденсированных продуктов сгорания на стенке двигателя для вычисления массы шлака в зависимости от времени и скорости отложения и др. Решение каждой из таких задач представляет существенные трудности и не полностью завершено, в связи с чем понятным становится отсутствие достаточно полных моделей, позволяющих прогнозировать отложение шлаков в двигателе, 3! ИЬ ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ ОТ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ Из приведенных материалов по механизмам горения твердых ракетных топлив можно сделать заключение о зависимости скорости горения от природы топлива, давления, при котором осуществляется горение, от начальной температуры заряда, скорости движения газа вдоль поверхности горения и других факторов, воздействующих на теплообмен и скорость реакций в конденсированной или газовой фазах.

31.2.1. Влияние давления Давление, при котором протекает процесс горения, является важнейшим фактором, воздействующим на скорость горения твердых топлив. Для большинства топлив наблюдается возрастание скорости горения при повышении давления, что 346 т Ф 5 4 5 5 3 5 Ф 3!.3. Расстояние от зоны пламени до поверхности горения 31лп Влияние среднего размера Нф частиц окислителя НаСЮа и ик рас.

пределения по размерам на показатель степени тп 5 и — параметр ширины функции распределении обусловлено увеличением интенсивности теплоотдачи к поверхности топлива. Скорость реакций, протекающих в конденсированной фазе и сопровождающихся выходом газообразных веществ, при этом увеличивается. Одновременно увеличение концентрации газообразных реагирующих веществ приводит к росту скорости экзотермических реакций в газовой фазе. Высокотемпературная зона пламени приближается к поверхности твердого топлива (рис.

31.3) за счет сокращения размеров зоны газификации. Уменьшение давления оказывает обратное влияние на процесс горения — становится меньше приток теплоты из зоны пламенных реакций, возрастает относительный вклад теплоты, необходимой для поддержания горения, из газокапельной зоны. При некотором минимальном давлении зона пламени исчезает, процесс горения поддерживается в основном за счет теплоты реакций в предпламенной темной зоне и может прекратиться. Поскольку реакции на поверхности топлива продолжаются и температура остается еще достаточной для газификации твердой фазы, может последовать новая вспышка топлива. Роль гетерогенных и гомогенных реакций в общем комплексе явлений при горении неодинакова для разных давлений. В связи с этим нельзя ожидать одного и того же закона изменения скорости горения в широком диапазоне давлений даже для одного и того же топлива. Обработка результатов опытов дает различные зависимости и = ) (р) в разных интервалах давлений.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
8,05 Mb
Тип материала
Предмет
Высшее учебное заведение

Список файлов домашнего задания

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6552
Авторов
на СтудИзбе
299
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее