Эрозионное горение

В расчетно-теоретической модели рассматриваются изменения поля течения и давления во времени и вдоль оси камеры сгорания, а также взаимодействие переходных газодинамических процессов с такими процессами, как конвективный теплообмен между потоком продуктов сгорания и твердым топливом, распространение фронта пламени вдоль заряда и эрозионное горение. [c.87]

При эрозионном горении следует учитывать падение давления вдоль канала заряда ТРТ. В этом случае для расчета поля течения продуктов сгорания в камере используют модель стационарного одномерного течения в конечных элементах (рис. 53). Согласно закону сохранения количества движения, —Adp = = d rhu), что после интегрирования дает [c.103]

Здесь г =арк" — линейная скорость горения, а аддитивный член J учитывает эффекты эрозионного горения, вращения ракеты или других явлений. [c.105]

Описанное выше явление, играющее большую роль в двигателях с высокими характеристиками (высокой плотностью заряжания и большими внутренними скоростями), называется эрозионным горением. Очень приближенно его можно представить следующим линейным соотношением [c.210]

Поправочный член — пр) для отрицательных значений (1/—Упр) равен нулю. Зависимость Къ и, возможно, Упр от давления и температуры топлива неизвестна. Величина этих параметров может также зависеть от величины свободной площади поперечного сечения камеры, и в больших двигателях эрозионное горение может оказаться менее резко выраженным. Некоторые авторы исходят из предположения, что коэффициент Къ пропорционален средней массовой плотности газового потока, но зависимость скорости эрозионного горения в этом случае гораздо сложнее. В самом деле, экспериментальные данные показывают, что в действительности эрозия не зависит от температуры газового потока (в опытах образец отделяется от основного заряда, который может быть выполнен из различных топлив). [c.210]

Эрозионное горение особенно характерно для медленно горя-Ш.ИХ топлив, и величина Кэ в этом случае находится в пределах от 0,01 до 0,001 сек м. Для двухосновных топлив величина Кэ несколько больше, чем для смесевых. На фиг. 4. 10 представлен экспериментально полученный Грином [10] график зависимости /См от скорости горения при давлении 70 Столкновение реак- [c.211]

Эрозионное горение может быть объяснено увеличением теплообмена между горячими газами и топливом при наличии течения газа параллельно поверхности горения. Это явление изучалось рядом авторов [16- 18], [19] и [20]. [c.222]

Более того, при саморазложении прессованных чисто перхлорат-аммониевых прутков скорость горения имеет тот же порядок, что и у топлив, содержащих горючее, т. е. около 0,5- 1 см сек. Если допустить, что приемлема модель разложения окислителя, то можно, вероятно, объяснить зависимость скорости горения от давления. А увеличение скорости горения в результате более тонкого измельчения или иЗ-за влияния свойств горючего можно рассматривать как результат взаимодействия между пиролизами окислителя и горючего [28]. Эта точка зрения подтверждается тем, что, как показывают вычисления, толщина зоны разложения имеет порядок только 1 мк, в то время как основное диффузионное горение происходит на значительно большем расстоянии от поверхности (около 100 мк) [26], [35]. Однако эта модель не объясняет влияния соотношения компонентов смеси (и тем самым — конечной температуры горения) на скорость горения. В то же время в экспериментах по эрозионному горению, описанных в работе [36], влияние соотношения компонентов смеси на скорость горения ощутимо только в области низкой эрозии и почти полностью исчезает при высоких эрозионных скоростях. [c.236]

Температура поверхности горения смесевого топлива выше, чем у двухосновного, и в твердой фазе смесевого топлива, по-видимо-му, не происходит никаких экзотермических реакций. Поэтому воспламенение смесевых топлив несколько более затруднительно, чем двухосновных, и у смесевых топлив редко наблюдается нестабильное горение. Для смесевых топлив можно разработать модель эрозионного горения, имеющую в основе структуру пламени, если идти по тому же пути, который был принят для двухосновных топлив (зона разложения заменяет зону вспенивания) [21]. Модель распределения температур в заряде вблизи поверхности горения была предложена в работе [29], результаты которой показывают [c.237]

Фиг. 5. 10. Логарифмический график, дающий зависимость фронтального давления в камере сгорания р1 от отношения К для различных значений /. Этот график рассчитан для типичного смесевого топлива и учитывает эрозионное горение в цилиндрическом канале (постоянная свободная площадь поперечного сечения).

В двигателях с высокими рабочими характеристиками (при больших величинах отношения /) следует принимать во внимание эрозионное горение, которое может оказать очень сильное влияние на конструкцию заряда. Дело в том, что если горение топлива носит ярко выраженный Эрозионный характер, фронт горения в задней части заряда может преждевременно достичь стенок камеры тем самым прогрессивность горения во второй фазе будет легко компенсирована. [c.316]

На фиг. 6. 26 схематично показан двигатель со скрепленным со стенками зарядом, который также был спроектирован на тягу 5000 кг и время работы 4 сек. Для того чтобы увеличить плотность заряжания и чтобы добиться одинакового влияния эрозионного горения на большей части длины заряда, свободная площадь поперечного сечения сделана плавно изменяющейся по длине камеры с таким расчетом, чтобы средняя скорость потока, а следовательно и степень эрозии, была постоянна почти по всей длине заряда [см. условие (22) гл. 5]. [c.342]

Эрозионное горение твердого топлива, 210 260 265 Эффективная скорость истечения, 48 [c.790]

При эрозионном горении характеристику а сообразно со структурой формулы (7.19) необходимо определять отдельно для боковой и торцевой поверхностей. При этом текущее значение площад [c.227]

Для заряда с эрозионным горением по поверхности канала, либо по боковой поверхности формула (7.19) с учетом о и е принимает вид [c.228]

Поскольку при столь больших скоростях в топку (по крайней мере, в нижнюю ее часть) опасно помещать змеевики из-за эрозионного износа и коррозии, ключевым становится способ отвода теплоты, обеспечивающий получение оптимальной по условиям связывания серы температуры горения (850°). [c.9]

Наладочные опыты и результаты испытаний привели к следующим мероприятиям и выводам возврат уноса из-под рукавных фильтров и конвективных газоходов, осуществляемый пневмотранспортом во все работающие секции, повышает мощность котла для того чтобы повысить сепарацию золы в конвективном газоходе, в поворотной секции установлены жалюзи увеличение возврата золы вызывает повышение температуры в надслоевом пространстве за счет горения возвращаемых частиц, что потребовало установки дополнительных поверхностей нагрева для снятия пиков температур, нежелательных с точки зрения связывания окислов серы для увеличения количества топлива, сгорающего в слое, уголь подается через большое число вводов для увеличения общего количества угля, сгорающего в слое, высота слоя повышена, что создало также условия для размещения в слое поверхностей нагрева, обеспечения доступа к ним для ремонта и уменьшения эрозионного износа. [c.329]

Здесь k — константа эрозионного горения, которая рассчитывается из теории коэффициент конвективного теплообмена he рассчитывается по эмпирическим соотношениям коэффициент эрозионного горения р определяется с помощью экспериментов по горению зарядов ТРТ в условиях эрозии с применением метода гашения впрыском воды и подправляется с тем, чтобы наилучшим образом описывать экспериментальные кривые р, t) для всех значений отношения площадей ЛкМкр, используемых в опытах. [c.91]

В гл. 1 характеристики ракетных двигателей на химическом топливе рассматривались в общем виде с учетом влияния процессов химического превращения, включая неравновесные химические реакции. В этой главе рассмотрены главным образом методы прогнозирования реальных характеристик горения ТРТ с учетом различных потерь и основных эффектов, вызывающих отклонение от идеальных характеристик ТРТ, таких, как эрозионное горение, вращение РДТТ и деформация заряда. Описываемые методы разработаны Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе (США) во второй половине 1960-х гг. и описаны в работе [122J. С тех пор эти методы не претерпели каких-либо существенных изменений, хотя база данных значительно расширилась [26] и разработаны более сложные вычислительные программы, такие, как SPP (программа расчета характеристик ТРТ [34, 52, 105]). [c.102]

В данной главе излагаются методы расчетно-теоретического исследования следующих проблем горения и течения продуктов сгорания в РДТТ, баллистических свойств ТРТ и влияния условий в камере сгорания и в окружающей среде на характеристики топлива и сопла. Влияние температуры, давления, мас-соподвода, эрозионного горения и перегрузок на характеристики РДТТ изучается для режима установившегося горения и переходных режимов. Проведены расчеты удельного импульса, характеристик сопла и скорости горения, а полученные результаты сопоставлены с экспериментальными данными с учетом масштабных факторов. В последнем разделе рассмотрены вопросы неустойчивости горения, в основном по материалам недавнего обзора [136]. [c.102]

Модельные двигатели, применяемые для определения баллистических свойств ТРТ, имеют, как правило, простую конструкцию. Они снаряжаются цилиндрическим канальным зарядом с горением в радиальном направлении и характеризуются нейтральной кривой (р, t) (в пределах 107о), крутым участком спада давления в конце горения и временем горения, превышающим 87% времени работы двигателя. Интеграл от давления по времени на участке догорания заряда составляет 5% аналогичного интеграла за все время работы двигателя. Чтобы свести к минимуму эффект эрозионного горения, отношение ЛкМкр должно быть больше 6, а L/Z) —больше 2. Для снижения тепловых потерь и предотвращения эрозии сопла время горения заряда выбирают малым (2ч-10 с). Материал вставки горловины соп- [c.111]

Свойства ТРТ, требуемого для бессопловой конфигурации, значительно отличаются от свойств топлива, применяемого в двигателях с сопловым блоком. Чтобы предотвратить появление длительного и неэффективного периода догорания в конце работы двигателя и уменьшить эффекты эрозионного горения, в бессопловом РДТТ нужно обеспечить более высокую скорость горения топлива. Механические свойства таких ТРТ при низких и высоких температурах должны быть лучше при низких температурах их повышенная способность деформироваться без разрушения позволяет выбрать оптимальные величины свода горения заряда, плотности заряжания двигателя и полной тяги, а при высоких температурах это обеспечит сохранение целостности заряда ТРТ в условиях высоких сдвиговых нагрузок, вызванных большими продольными перепадами давления в камере. [c.129]

Лену ара — Робийяра формула для скорости эрозионного горения 108 Льюиса число 146 [c.289]

Фиг. 4.9. Эрозионное горение. Экспериментальная зависимость эрозионного отношения от скорости газового потока, полученная Уимпрессом для баллистита JPN [3]. На графике хорошо видна предельная (пороговая) скорость.

Предполагается, что скорость горения постоянна по длине заряда. Тем самым полагают, что влияние падения давления вдоль заряда примерно уравновешивается действием эрозионного горения (в действительности один из этих факторов преобладает, но различием их вли5шия часто можно пренебречь). Поэтому среднюю скорость горения и можно рассчитать по параметрам в сечении / [c.260]

Тогда, как легко видеть из уравнения количества движения, падение давления вдоль канала будет весьма незначительным. Кроме того, эрозионное горение постоянно вдоль всего канала это значительно облегчает проектирование заряда, так как толщина свода может оставаться постоянной (в противном случае, теоретически она должна возрастать по направлению к хвостовой части камеры, но при этом получается неприемлемое решение, ко-торое в результате приводит к дальнейшему увеличению 1). [c.265]

Для значений I, превышающих примерно 0,4, второе предположение разд. 5.5,1 перестает быть справедливым. Поэтому для обеспечения большей точности в уравнении (17) наряду с точной зависимостью р от рк необходимо брать среднюю скорость горения ифар. Кроме того, что величина средней скорости горения зависит от /, она зависит также от показателя горения п, коэффициента эрозионного горения Кж и пороговой скорости Кпр. Величину и можно рассчитать только посредством утомительного гра- [c.265]

Приведенный пример только иллюстрирует сам метод проектирования и вовсе не гарантирует получения наилучшей конструкции заряда (в частности, не был рассмотрен заряд с формой поперечного сечения в виде пятилучевой звезды). Кроме того, следует также учитывать влияние эрозионного горения. [c.341]

В процессе работы двигателя вследствие выгорания топлива площадь Рк увеличивается и доля эрозионного горения в общем газоприходе непрерывно снижается, обращаясь в нуль при Я,пр. Одновременно происходит выравнивание давления по длине камеры сгорания. При этом вступает в свои права зависимость (7.15). Эту зависимость можно использовать для определения среднеиндикаторного давления р в двигателе, подставляя в нее осредненные по времени значения 5ср и ср- Тогда из формул (7.15) и (7.30) можно определить максимальное превыше- [c.134]

Площадь топки и объем котла можно резко уменьшить, переходя к сжиганию топлив в кипящем слое под давлением, ибо это увеличивает как массовую скорость газов, при которой унос частиц из слоя еще невелик, так и коэффициент теплоотдачи в конвективных поверхностях. Имеются крупные экспериментальные установки мощностью до 70 МВт, но промышленных агрегатов пока нет. Наряду с чисто конструктивными пробле <ами, связанными с разработкой крупного котла с давлением в газовом тракте 1-2 МПа, приншшиальным является вопрос о компенсации энергии, затраченной на подачу идущего на горение воздуха. Направляя выходящие из топки продукты сгорания в газовую турбину, можно даже получить большую избыточную мохцность, но для этого необходимо обеспечить высокую степень очистки газов с температурой 850-900°С от пыли, чтобы исключить эрозионный износ и занос турбинных лопаток. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...