1. Основные закономерности горения баллиститных топлив.

Баллиститное (двухосновное) топливо обладает в силу своей структуры равномерностью, изотропностью свойств. Компоненты ?тизательно? уложены на микроуровне.

2. Не требуется перемешивание продуктов сгорания. Они уже «перемешены».

3. Химические превращения и горение происходят под воздействием соответствующих термодинамических условий (Т,Р…). Должно быть подведено к топливу определенное количество тепла.

4. Химические превращения твердых компонентов в газообразные происходят в несколько стадий.

5. Источник воспламенения выделяет необходимое количество тепла для возникновения процесса горения.

6. Топливо на поверхности разлагается, предварительно прогревшись. Испаряется, разлагаясь и переходя через жидкую фазу.

7. Реакции разложения твердого топлива являются экзотермическими, то есть сопровождается большим выделением тепла и ускоряет процесс газификации твердого тепла.

8. Рассмотрим одномерную модель процесса горения двухосновного топлива.

9. Температура поверхности горения Tsопределяется теплопередачей от зоны газовых реакция и тепловым эффектом реакций, происходящих в твердой фазе.

10. Установлено, что Ts возрастает с увеличением давления. Ts  Pк.

11. Для определения скорости газификации на стадии разложения твердой фазы используют известную из химической зависимости (закон Аррениуса).

, А-const, где

U – скорость газификации, она же скорость горения, мм/с;

Pк – давление в камере, МПа;

n – порядок реакции в законе Аррениуса;

Е – энергия активации реакции горения, Дж/моль;

R – газовая постоянная, Дж/мольК;

Ts – температура поверхности горения, она же температура газов непосредственно у поверхности, К.

12. Схема горения:

То – начальная температура топлива;

1 – прогретая зона топлива  30 мкм;

2 – зона газификации;

а – пенная зона  2мкм;

б – зона реакций в газовой фазе, считают что в этой зоне температура Ts  1700 К;

3 – зона пламенных реакций – горения – гаг-газ.

Эта область (газ-газ) дает наибольший температурный рост. Здесь также справедливо

уравнение Аррениуса описывающее кинетику реакций.

В этой области выделяется большое количество тепла, температура поднимается до

величины, соответствующей полному сгоранию Т2

4 – зона закрепления пламенных реакций, формирования температуры в камере сгорания.

Это светящаяся область.

5 – темная область 2+3  . При увеличении давления зона пламенных реакций

приближается к поверхности топлива.

Влияние давления на скорость горения.

1. Давление в камере приближает зону пламенных реакций и поверхности топлива, увеличивая при этом количество тепла в сторону заряда.

2. Скорость горения твердого топлива при увеличении давления увеличивается.

3. Форма кривой изменения скорости горения от давления монотонная.

4. Кривую часто аппроксимируют степенной зависимостью

5. Виды аппроксимаций:

; или ; или

Для смесевых

6. - условно принятое давление, которое считают стандартным: Россия = 40 атм

США = 70 атм.

7. В зависимости от состава твердого топлива коэффициенты b и  различны.

8. Несколько примеров:

НМФ-2 – баллиститное топливо: ;

«9» – баллиститное топливо: ;

«0» - ??? баллиститное топливо

9. Размерность коэффициентов и параметров:

U – мм/с; b - ?; Pк – атм;  - 1.

10. Такие же законы горения применяются и для смесевых топлив.