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

При ЭТИХ давлениях расплавленная связка натекает на по-верхностъ кристаллов ПХА, препятствуя их горению и приводя к прекращению горения. ПХА также покрывается тонким расплавленным слоем с пузьфьковыми образованиями (типичными при дефлаграции). Газы, образующиеся при разложении внутри расплавленного слоя, при быстром сбросе давления расширяются, вызывая пузырьковое образование в виде замороженного ПХА.

Аналогичные (в качественном отношении) результаты применительно к смесевому топливу, но с окислителем не из ПХА, а с нитратом аммония получены в ряде исследований, проведенных N.S. Cohen и C.F. Price [76]: при давлении ниже 10 МПа на поверхности горения образуется слой расплава связующего вещества. При увеличении давления выше некоторого критического значения наступает другая фаза, когда эндотермические реакции на поверхности прекращаются, слой расплава начинает выгорать, после чего на поверхности образуются раковины, а это, в свою очередь, приводит к резкому изменению закона горения топлива. Расчетные данные по закону скорости горения в интересующем интервале приведены на рис. 2.16 [76].

W, см/с 6

0,6 0,2

Л

сперимеш

/ 1

10 20 40 А МПа

Рис. 2.16. Зависимость скорости горения от давления для топлива на основе нитрата аммония [76]




Диффузионное пламя

Смешанное пламя

Жцдкийслой связующего

Жидкая фаза ПХА

Твердая фаза ПХА


Конечное пламя Пламя ПХА Первичное пламя Поверхность горения Жидкая фаза топлива Твердая фаза топлива

Рис. 2.17. Одноразмерная модель горения по Ху Венгану:

а- обычная область; б- особая область

3-8610

Появление на поверхности горения смесевых топлив расплава связующего не частный случай. О этом свидетельствуют и материалы других экспериментальных исследований. Например, немецкие исследователи J.A. Steinz и Н. Selzer провели экспериментальные исследования по выяснению механизма гашения смесево-го топлива на примере состава, содержащего 76 % ПХА и 24 % связующего на основе полибутадиена с концевой карбоксильной группой, при исходном давлении 4,5 МПа [93]. При описании различных сторон процессов горения и гашения они привели документальные свидетельства наличия на поверхности топлива жидкого расплава связующего толпщной несколько микрометров.

Среди исследователей оригинальностью взгляда на теорию горения топлив с v < О вьщеляется Ху Венган [95, 96]. Он выдвинул физико-химическую модель горения смесевых твердых топлив, которая во многом позволяет объяснить феномен аномальной зависимости и =f(p\ Суть предложенной им модели заключается в том, что поверхность горения условно разбивается на две области: а - обычную, т.е. описываемую в традиционных моделях; б - особую, где образуются участки с расплавом связующего материала, которые частично закрывают поверхность горения окислителя. Для упрощения математической модели эти области считаются независимыми друг от друга (рис. 2.17).



Процессы сгорания в этих зонах разделяются на три этапа, которые происходят в трех зонах соответственно (рис. 2.18): твердая фаза, которая подвергается нагреву; газовая фаза, которая включает диффузию, смешение и химическую реакцию; конденсированная фаза, которая включает реакцию конденсированной фазы, газификацию окислителя и пиролиз связующего материала. (Зона конденсированной фазы представляет собой промежуточный слой между зонами твердой фазы и газовой фазы.)

При анализе первой зоны также учитывается корка расплавленного связующего материала на поверхности окислителя и, следовательно, встречная газификация и реакция конденсированной фазы, покрытой коркой окислителя в зависимости от давления горения.

В последнее время отечественные специалисты, как и Ху Вен-ган, проявление обратной зависимости скорости гореьшя от давления связывают в основном с образованием в определенном диапазоне давлений расплава связующего на поверхности горения. По их мнению, расплав появляется за счет изменения соотношения скорости выгорания ПХА и связующего, что приводит к возникновению теплового барьера, а следовательно, и к снижению скорости горения топлива.

Таким образом, на основании анализа работ, посвященных установлению механизма проявления обратной зависимости, наиболее убедительной представляется гипотеза, основанная на пре-

Зона реакции твердой фазы

Нагреваемая зона твердой фазы


Зона реакции газовой фазы

Поверхность раздела фаз --►

Рис. 2.18. Одномерная модель горения в стационарном режиме



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