Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Управляемые энергетические установки 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153

Аррвниуса: с увеличением давления в КС интенсифицируются скорости химических реакций и, следовательно, растет скорость горения. Наличие большого фактического материала по реализации для некоторых топлив в определенном диапазоне давлений обратной зависимости и =Др) не может быть объ^ГСнено с позиции этого закона, но нельзя полагать и обратное, что закон Аррениуса для этих топлив нарушается. Поэтому раскрытие механизма горения топлив с обратной зависимостью имеет фундаментальное значение для принятия решения о целесообразности или нецелесообразности их использования в ЭУТТ. Вместе с тем более глубокое исследование особенностей горения подобных топлив, выходящее далеко за рамки данной кншп, может способствовать созданию наиболее обобщенной теории горения смесевых топлив.

Анализ имеющейся информации свидетельствует об отсутствии единого мнения у специалистов по данному вопросу. Так, например, в работе [34] при построении теоретической модели процесса горения А.Д. Марголин исходил из взагшодействия двух стадий горения: ...скорость горения большинства поро-хов...определяется главным образом процессами, протекающими в реакционном слое конденсированной фазы (первая стадия) и в смежной с ней стадии над поверхностью конденсированной фазы (вторая фаза), где горит дымогазовая или газовая смесь . Путем математических преобразований он получил выражение для v, зависящего от Vi в первой стадии, и V2 - во второй, а также коэффициентов а\ и 2, отражающих суммарную кинетику процесса и закономерности массо- и теплообмена:

Из этой выведенной им формулы следует, что v < О получается в случае, когда 2 < 0; Vi > V2. Эти условия означают, что .. .при увеличении давления расстояние между стадиями растет, а скорость горения во второй стадии уменьшается при удалении ее от первой. Уменьшение скорости распространения второй стадии при удалении от первой может быть, например, в том случае, если во



второй стадии идут реакции с участием маложивущих активных центров, образующихся в первой стадии . Описанная схема также допускает v < О при Vi > О и V2 > О, если Vi > Vi, а\ > О, 2 > 0. Как следует из приведенных здесь выдержек из работы [32], эта модель в теоретическом плане была ориентирована на баллистигаые (гомогенные) составы и не может быть перенесена на современные смесевые топлива для ЭУТТ.

В последующие годы эта гипотеза экспериментального подтверждения не получила (эксперименты с системой плексиглас -ВаОг в расчет принять нельзя).

Совершенно иной подход к описанию механизма скорости горения дан в работе [2]. Доказательство построено на основе экспериментальных наблюдений за горением систем, сопровождавшихся образованием большого объема конденсированного остатка топлива. Рассмотрен случай, когда при горении топлива конденсированный остаток образует плотный слой толщиной Хх (через который прорываются пузырьки или струи газовых полупродуктов), а при х>Хх слой разрыхляется. Было высказано мнение, что ...возможны случаи, когда при увеличении давления толщина плотного слоя остатка Хх должна расти. Если на поверхности имеется слой вязкой жидкости или слипшихся частиц, то унос остатка происходит в результате разрыва вязкой пленки при выходе пузырька на поверхность. При таком режиме унос пропорционален потоку пузырьков и квадрату радиуса пузырьков. Чтобы толщина слоя остатка была стационарной, она должна быть не слишком большой - такой, чтобы на длине еще происходило существенное расширение пузырька. Пока давление в камере меньше давления, при котором зона реакции садится на плотный слой остатка (р% скорость горения пропорциональна и увеличение Хх не сказывается ни на скорости горения, ни на ее зависимости от давления. Однако при давлении больше, чем р\ рост Хх должен привести к снижению скорости горения. По мере дальнейшего повышения давления либо произойдет затухание горения, либо горение проникнет внутрь слоя остатка, т.е. произойдет переход от одного режима горения к другому . Особый интерес представляет утвер-



ение о том, что ...системы, для которых v < О, должны быть цувствительны к воздействиям, влияющим на толщину и плотность конденсированного остатка . Фактически были предвосхищены очень важные особенности поведения в процессе горения топлив с отрицательным v (например, влияние поля массовых сил на характер горения).

Вышеперечисленные работы, несмотря на принципиальные различия в подходах, имеют общую посылку - структура поверхности горящего топлива является существенной и должна учитываться при разработке физической или математической модели процесса горения топлива. В подавляющем большинстве моделей, предложенных для стационарного или нестационарного горения ТГ, в сущности рассматривается плоская, обезвоженная и гомогенная поверхность горения , характеризующаяся одной простой зависимостью Аррениуса, которая описьгоает химический процесс выгорания всей поверхности, В случае смесевых топлив это упрощение, как считают Т. Boggs и R. Derr, не позволяет описать процесс горения полностью. Одно из оправданий для такого упрощения заключается в возможности сведения сложной модели к более понятному математическому представлению. Другая причина -отсутствие достаточной информации, характеризующей структуру поверхности. Проведенные Т. Boggs и R. Derr изящные, тонкие экспериментальные исследования с использованием высокоскоростной киносъемки с большим увеличением и дополнительным исследованием после гашения с помощью растрового микроскопа нескольких составов смесевых топлив, состоящих из ПХА и связующих полиуретана либо полибутадиена с концевой карбоксильной группой, позволили пролить свет на реальную картину структуры поверхности горения. Из полученных результатов интерес представляют следующие. Обнаружена способность связующего реходить в расплавленное состояние. (Впервые это явление обнаружил и описал Б.П. Жуков в 50-х годах XX века.) При этом скорость выгорания связки при низких давлениях (0,7 ... 1,4 МПа) больше скорости ПХА, а при высоких (4,2 ... 5,6 МПа), наоборот, меньше.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [ 19 ] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153