книги из ГПНТБ / Горение пористых конденсированных систем и порохов (препринт)
..pdfКоэффициент теплопередачи [14, |
15]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
α = Nn • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
2> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
Nu = 0,106 |
PetcoPrci-33 |
.< Re < 200; |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Nu = 0,6i |
Re"-"7 Pr"-33, |
Re > 200; |
|
|
|
|
|
||||||
Расчет был |
проведен |
при следующих |
числовых |
значениях |
|||||||||||
параметров: |
рк = 1,8 г/сл3; |
ск |
= 0,3 |
кал/г-град\ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
λ0 = 0,64-10 |
4 κaΛ cM∙cen∙zpa∂-, λκ=0,7∙10'3 κaΛ cM∙ceκ∙zpa∂ |
||||||||||||||
|
Po== 1,4-10 4 z CM∙ceκ R0 |
= 5-10 ^3 |
слц |
|
|
|
|
||||||||
|
L —• |
10 см\ Q = 380 |
κaΛ z |
k0 = 5-Ю’3 |
см/сек,-, |
|
|
||||||||
|
E — 2-Ю4 кал/моліг, р0 = 100, 500 атм\ |
р„ = 1 |
атм; |
|
|
||||||||||
|
7'o= 300cK; Tm = 2800oK; |
ηκ = 0,05; |
0,1. |
|
|
|
|
||||||||
Отдельные |
результаты *расчета |
приведены |
на |
графиках |
|||||||||||
рис. 3—5, где |
представлены: |
1) |
давление р и |
скорость распро |
|||||||||||
странения фронта горения υ |
(с |
полнотой выгорания |
|
ηκ = 0,05) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
в зависимости |
от |
координа |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ты X |
па образцах |
с газоне |
|||||||
|
|
|
|
|
|
проницаемым торцом; |
|
здесь |
|||||||
|
|
|
|
|
|
же приведены |
|
кривые |
рас |
||||||
|
|
|
|
|
|
пределения давления |
в |
раз |
|||||||
|
|
|
|
|
|
личных |
сечениях образца в |
||||||||
|
|
|
|
|
|
фиксированные |
|
моменты |
|||||||
|
|
|
|
|
|
времени /; 2) зоны фильтра- |
|||||||||
|
|
|
|
|
I ции р(х), |
прогрева |
T(х) и |
||||||||
|
|
|
|
|
|
выгорания η (х) |
к-фазы в мо |
||||||||
Рис. 3. |
Скорость |
распространения |
фрон |
мент времени /..., когда про |
|||||||||||
цесс |
вышел |
па |
стационар |
||||||||||||
та |
горения по длине образца |
|
|
ный режим. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Из приведенных графиков видно, что результаты расчета ка чественно коррелируют с рассмотренным выше экспериментом.
Расчет показал, что в рамках принятой модели процесс кон вективного горения выходит на стационарный режим с постоян ной по длине образца скоростью сгорания.
* Результаты расчета п их обсуждение более подробно будут изложены позднее.
10
Соотношения между зо ной фильтрации, прогрева и
зоной химической реакции близки к наблюдаемым в эксперименте. Дополнитель но отметим, что увеличение
полноты выгорания в зоне реакции с 0,05 до 0,10 при водит (согласно расчету) к повышению скорости сгора ния примерно C 6 ДО 13 Atjceix при росте максимального
давления в зоне горения с
200 до 500 атм. Аналогичный эффект наблюдается и при
Рис. 4. Максимальное давление (сплош ная линия) и давление в различных се чениях образца в фиксированные момен ты времени (пунктир)
увеличении начального пе
репада |
давлений ∆p = p<a — p¡, : увеличение |
(при ηκ |
= 0,05) |
|
внешнего давления до 300 атм вызывает рост давления |
в |
зоне |
||
горения |
(до 370 атм) и увеличение скорости |
сгорания с |
6 до |
|
10 м/сек.
Рис. 5. Распределение плотности газа рг, скорости фронта фильтрации и. темпера туры T и давления р газа и полноты реагирования η в момент времени Ґ* в об
разце (¿ = 4 еле)
Количественные различия вполне закономерны и объясняют ся выбором кинетических параметров, коэффициентов теплооб
мена и коэффициента фильтрации, - Последние были нами взяты из литературных источников [13—15].
11
Кроме того, нужно указать, что реально режим конвективно го горения сугубо неоднородных гетерогенных конденсирован ных пористых систем помимо фильтрационных процессов вклю чает эффекты, связанные с движением и сталкиванием струй газофазных продуктов, оттекающих от отдельных частиц при их
газификации [5].
«Струйные эффекты», естественно, вносят определенные ус
ложнения в рассматриваемый процесс. Они могут быть причи ной качественных различий между экспериментом и расчетом и нуждаются в дополнительном анализе и исследовании.
ЛИТЕРАТУРА
1. Μ. Е. Серебряков. Внутренняя |
баллистика. Μ., Оборонгиз, |
1949. |
■ 2. Процессы горения в химической |
технологии и металлургии. |
Тезисы |
док.т. на Всесоюзной конференции. Арзакав, 1973.
3.А. Ф. Беляев. Горение, детонация и работа взрыва конденсирован ных систем. Μ., «Наука», 1968.
4.К. К. Андреев. Термическое разложение и горение BB. Μ., Госэнергоиздат, 1957.
5.А. Ф. Беляев, В. К. Боболев и др. Переход горения конденсиро ванных систем во взрыв. Μ., «Наука», 1973.
6.В. К. Б о б о л е в, А. Д. Марго л и и, С. В. Ч у й к о. Докл. АН СССР, 1965, 162, № 2, стр. 388.
7.А. Ф. Беляев, А. И. Коротков, А. А. Сулимов. Прикл. матем.
итехн, физика, 1963, № 4.
8.В. К. Боболев, А. И. Карпухин, С. В. Чуйко. Научно-техн, пробл. горен, и взрыва, 1965, 1. № 1.
9.W. Taylor. Trans. Faraday Soc., 1962, 58, р. 561.
10.R. Gipson, A. Macek. Eight. Simp. (Int) on Comb., 1959, p. 847.
11. Ю. Φ p о л о в, B. Φ. Д V б о в и ц к и й и др. Физ. горения и взрыва, 1972, № 8, стр. 3.
12.К. Kuo, R. Vichnevetsky, M. Summerfield. AIAA-j., 1972, ѴП. р. 4.
13.P. С. Берштейн, В. В. Померанцев, С. Л. Шагалова. Воп росы аэродинамики и теплопередачи в топочных процессах. Μ., Госэнергоиз-
дат. 1958.
14. 3. Р. Г о р б и с. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков. Μ.. «Энергия», 1970.
15. А. Ф. Чудновский. Теплообмен в дисперсных средах. Μ., Гостехиздат, 1954.
Редактор H. С. Шведо-ва
Редакционно-издательский отдел ИХФ АН СССР
T 15636 13.IX 1974 г. |
Объем 0,75 и. л. |
Зак. 580. Тир. 75 экз. |
Типография ИХФ АН СССР