Скорость горения топлива

Процесс горения топлива имеет две области кинетическую, в которой скорость горения топлива определяется скоростью химической реакции, и диффузионную, в которой регулятором скорости выгорания является скорость смесеобразования. Примером кинетической области горения является горение однородной газовоздушной смеси. Диффузионно горит газообразное топливо, вводимое в реакционную камеру отдельно от окислителя. [c.144]

Выше была рассмотрена кинетика химических реакций горения в предположении, что подача окислителя (кислорода воздуха и других) осуществляется без ограничения. Однако при анализировании процессов необходимо учитывать не только кинетические (физико-химические) факторы, к которым относят концентрацию реагирующих веществ, давление и температуру их, но и диффузионные процессы, влияющие на подачу окислителя к горящему топливу и на образование смесей, определяемые аэродинамическими факторами — скоростью потоков реагирующих веществ, геометрической формой и размерами тел, расположенных на пути потоков и газов, интенсивностью турбулентности газового факела, t. е. физическими факторами. Главным определяющим процессом при горении топлива в конкретном случае может быть кинетический или диффузионный. Если скорость горения топлива (или общее время, необходимое для его сгорания) лимитируется процессом смешения, то горение протекает в диффузионной области. Наоборот, если смешение происходит очень интенсивно и процесс в целом лимитируется кинетикой собственно реакций горения, то горение находится в кинетической области. [c.232]

Сжигание топлива под давлением увеличивает также скорость горения и при полном сгорании топлива повышает температуру газов на выходе из топки по сравнению с топками атмосферного давления. Увеличение скорости горения топлива при высоком давлении обусловлено повышением плотности топливовоздушной смеси. [c.110]

Будем полагать известными характеристики в объеме газовой фазы (G-состояние )и температуру поверхности раздела (Ts). Однако 5-состав смеси остается неизвестным. Наша задача — выработать методики расчетов скорости массопереноса т", которая, конечно, равна скорости горения топлива. В большинстве практических задач температура поверхности раздела заранее неизвестна. В интересах методики мы пока отложим рассмотрение вопроса о приемах нахождения этой температуры. [c.206]

Рис. 17. Диапазон скоростей горения топлива на основе полибутадиена в

ЧТО приводит к частичной компенсации увеличения скорости горения. Вследствие повышенной жесткости топлива при низких температурах канал остается более узким, что частично компенсирует снижение скорости горения топлива. [c.137]

Пользуясь рассмотренным методом, нетрудно определить, как влияют на теплообмен величины расходов топлива и воздуха, их предварительный подогрев, потери тепла кладкой, скорость горения топлива и другие факторы. На рис. 182 даны величины 9у, подсчитанные по это- [c.380]

Дифференцируя полученную диаграмму, получают кривую скорости сообщения тепла рабочему телу (рис. 83, кривая б), по которой можно судить о скорости горения топлива в различные моменты цикла. [c.186]

Так как в современных котлах стены топочной камеры покрыты экранами, то для повышения температуры в топках с ЖШУ в районе горелок и ниже топочные экраны 4 покрывают со стороны топки специальной обмазкой 5 (рис. 44, в) или кирпичами. Для уменьшения излучения из зоны горения / (рис. 45, а — д) на вышележащие стены топки (камеры охлаждения 2) применяют специальные пережимы 3 или полностью отделяют камеру горения У от камеры охлаждения 2, как, например, в котлах с горизонтальными (рис. 45, е) и вертикальными (рис. 45, ж) циклонами. При отделении камер повышается температура и скорость горения топлива, увеличивается доля шлака, расплавляемого и улавливаемого в камере горения /, но одновременно возрастает и выход оксидов азота. [c.98]

При изменении состава горючей смеси меняются ее теплотворная способность и скорости горения топлива. [c.195]

Топливо сжигают непосредственно во вращающейся печи, причем реакционная зона окончательного обжига материала располагается в преде- тах зоны горения. Увеличение или уменьшение скорости горения топлива и длины зоны горения, связанное с повышением или понижением температуры горения, является важным фактором регулирования положения, протяженности и температуры реакционной зоны. [c.259]

Если время контактирования больше времени химической реакции, то горение относят к диффузионному, в обратном случае горение относят к кинетическому. Изображая графически изменение скорости горения топлива (рис. 2-3) в зависимости от температуры при постоянной массовой концентрации окислителя, можно показать, что в соответствии с уравнением Аррениуса (2-4) скорость реакции с ростом Т сильно увеличивается (кривая 1). Область горения, ограниченная осью ординат и кривой 1, называют кинетической осью абсцисс и кривой 2 —диффузионной областью горения. Между кривыми / и 2 существует область 3, в которой скорости химических реакций соизмеримы со скоростями диффузии. [c.44]

Отсюда следуют важные выводы скорость точки в конце активного участка пропорциональна относительной скорости выбрасывания частиц скорость точки в конце активного участка возрастает при увеличении отношения массы топлива к массе ракеты (это отношение называют числом Циолковского) скорость точки в конце активного участка не зависит от скорости горения топлива. [c.141]

Этот коэффициент усиления и зависит от характеристик топлива и материала ТН, давления прижатия ТН к торцу заряда и других параметров, влияющих на процесс горения в зоне контакта ТН с топливом. В результате такого местного увеличения скорости горения топлива происходит перестройка поверхности горения, которая превращается из плоской в рельефную. Проиллюстрируем этот процесс на простейшем примере (рис. 2.59). [c.110]

Рис. 2.80. Зависимость длительности переходного процесса от коэффициента форсирования и показателя в законе скорости горения топлива

Рис. 7.19. Установка для определения скорости горения топлива при звуковой скорости обтекания продуктами сгораиия

Скорость горения топлива на контрольной поверхности Лив критическом сечении С/ р определяется по формулам [c.307]

Вообще говоря, можно получить широкий диапазон скоростей горения —от 0,025 до 25 см/сек. Величина скорости горения зависит главным образом от химического состава топлива и давления в камере. Однако скорости горения, получаемые в настоящее время, находятся в узких пределах — от 0,1 до 5 см/сек. Эмпирическое соотношение, дающее изменение скорости горения топлива и в функции давления р, можно представить в следующем виде [2] [c.205]

П1. Влияние небольших изменений скорости горения топлива на параметры двигателя. [c.255]

Средняя скорость горения топлива й определяется соотношением [c.316]

В этой формуле и — скорость горения топлива- при нормальном давлении в камере (для очень грубой оценки можно принять Рк=60 кг/см при tк>2 сек. и рк= ЮО кг/см при 0,5 сек.< к< 2 сек. оптимальная величина давления в камере будет получена впоследствии в разд. 6.4). [c.317]

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]

ВИСИТ от возможности модификации ТРТ. Например, существующий прототип топлива со скоростью горения, превышающей в 2,5 раза скорость горения базового ТРТ, позволяет увеличить удельный импульс почти на 5,5% по сравнению с значением для базового двигателя с соплом. Далее, принимая во внимание тот факт, что предел прочности модифицированного топлива на 25% выше, чем у базового, диаметр внутреннего канала можно уменьшить, доведя отношение внешнего диаметра заряда к внутреннему до 3,5. Это позволило бы разместить в камере 1,36 кг дополнительного топлива и тем самым увеличить полный импульс РДТТ на 12,4%. Замена ТРТ и увеличение свода горения вместе позволяют снизить максимальное рабочее давление до уровня, соответствующего давлению в базовом двигателе, а единственным недостатком было бы увеличение полного веса РДТТ приблизительно на 2%. В табл. 11 подытожены результаты расчетов таких вариантов и, кроме того, приведены данные, иллюстрирующие влияние длины РДТТ на удельный импульс. При уменьшении показателя степени в законе скорости горения топлива с 0,5 до 0,4 приращение скорости ракеты с бессопловым двигателем было бы на 13% больше, чем для соответствующего двигателя с соплом. [c.138]

Интенсифицируя сам процесс горения, закрутка иЗдМеняет газодинамическую картину течения, вызывая дросселирование минимального сечепия сопла. Оба эти эффекта приводят к росту давления в камере, что в свою очередь увеличивает скорость горения топлива. Закрутка потока применяется также для реверса тяги в ВРД, для задержания радиоактивного топлива внутри ЯРД и стабилизации дуги в электродуговых подогревателях. Закрутку потока можно использовать для улучшения работы камеры сгорания. При этом ускоряется смешение и весь процесс горения и возрастает стабильность горения по сравнению с процессом, про одяш им без закрутки (скорость турбулентного горения увеличивается примерно в 3 раза). Закрутка подавляет пульсации и шум струи, увеличивает полноту сгорания, уменьшая тем самым загрязнение выхлопной струей окружаюш ей среды. Используя закрутку, можно суш ествеп-но сократить размеры камеры сгорания и уменьшить массу двигателя. Так, для ВРД использование закрутки по всему тракту позволяет сократить длину двигателя более чем на 10 %. В рабочих каналах радиальных МГ Д-генераторов происходит закрутка потока иод действием лоренцевой силы. Моншо избежать закрутки потока на выходе из МГД-каиала, компенсируя ее созданием некоторой закрутки на входе в МГД-канал. [c.194]

Еще 45 - 50 лет назад, на заре развития твердотопливного ракетостроения, понятие управляемый (регулируемый) твердотопливный двигатель (РДТТ) ассощшровалось с чем-то нереальным, технически недостижимым. Считалось, что после запуска двигателя влиять на его работу, на его характеристики невозможно. Это представление базировалось на невозможности управления процессами горения твердых топлив в камере сгорания и невозможности регулирования подачи топлива в камеру сгорания, как это осуществлялось в жидкостном ракетном двигателе ( Д). Кроме того, для РДТТ были характерны большие (до 20. .. 25 %) разбросы тяговых (расходных) характеристик в зависимости от температуры топливного заряда, разбросов скорости горения топлива и геометрических размеров камеры сгорания (КС), вызванных технологическими факторами. Естественно, что такие неуправляемые двигатели с большими разбросами характеристик не должны были найти применение в ракетной технике, требующей использования высокоточных регулируемых узлов и агрегатов. [c.5]

При этом реально управлять расходом можно только путем изменения площади критического сечения сопла, скорости горения и площади поверхности горения, а степень влияния этих параметров на расход зависит от чувствительности скорости горения топлива к давлению. Достаточно сложные и разнообразные зависимости скорости горения от давления принето аппроксимировать в рабочем диапазоне давлений степенной зависимостью вида [c.25]

Необходимость решения проблемы уменьшения времени переходных процессов стала очевидной уже при проведении самых первых опытов в начале 60-х годов, и тогда стали формироваться разные подходы к решению этой проблемы [29]. Из приведенных выше формул видно, что на длительность и качество переходных процессов влияют следующие факторы свободный объем камеры сгорания закон скорости горения топлива конструктивнокомпоновочная схема двигателя глубина регулирования закон изменения площади критического сечения F = /(г). На сегодня [c.46]

В последнее время отечественные специалисты, как и Ху Венган, проявление обратной зависимости скорости горения 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. [c.66]

Рассмотрим схемы регулирования РДТТ (твердотопливного газогенератора) с тепловым ножом. На рис. 2.96 представлена схема для регулируемого двигателя с гидроприводом )Ш[а форсирования с поетоянным критическим сечением сопла и двумя дискретно включаемыми дросселями слива, имеющими постоянное сечение третий дроссель постоянно открыт или открывается с некоторой наперед заданной частотой для обеспечения постоянного перемещения ТН со скоростью, не превышающей стационарную скорость горения топлива. [c.144]

Строго говоря, не существует в чистом виде РДТТ, управляемого изменением только поверхности горения или Скорость горения твердого топлива зависит от давления в камере сгорания, поэтому, изменяя поверхность горения или Fjp, мы тем самым воздействуем посредством изменения давления и на скорость горения. Теоретически возможна ситуация, когда поверхность горения заряда меняется, а давление в камере, за счет синхронного изменения F p, не изменяется. Скорость горения топлива при этом неизменна, и регулирование тяги осуществляется только за счет изменения поверхности горения. С практической точки зрения этот случай весьма интересен и требует специального рассмотрения. [c.248]

Предстартовая настройка ЭУТТ ставит своей целью компенсацию влияния известных отклонений (разбросов) параметров ЭУТТ на ее внутрибаллистические характеристики. К таким параметрам относятся прежде всего температура заряда и скорость горения топлива. Предстартовая настройка производится, как правило, изменением площади критического сечения сопла с целью [c.277]

Для ЭУТТ различных схемных решений и различного назначения требуются топлива с малой (до 0,5 мм/с) скоростью горения топлива, имеющие как минимальную чувствительность скорости горения от давления (у 0), так и максимальную (V 1,5 [c.324]

Для обеспечения необходимой тяговооруженности на ракете-носителе Н-П установлены два стартовых ускорителя, изготавливаемые фирмой Nissan Motor. Ускорители включаются непосредственно после выхода ЖРД первой ступени на режим и работают в течении 95 с, после чего сбрасываются. Ускоритель представляет собой твердотопливную ракету длиной 23 м, диаметром 1,8 м. Масса топлива в ускорителе 59 т. Тяга, развиваемая каждым ускорителем на земле, - 1600 кН. В ускорителе используется смесевое топливо, состоящее из 14% полибутадиена, 18% алюминиевой пудры и 68% перхлората аммония. Скорость горения топлива 5,9 мУс, давление в камере сгорания равно 5,7 МПа. Корпус ускорителя состоит из четырех цилиндрических секций общей длиной 17 м и качающегося сопла. Для сборки секций применяется болтовое соединение. Корпус изготовлен из стали. Сопло имеет диаметр выходного сечения 1,6 м. Для обеспечения поворота вектора тяги для управления ракетой на участке совместного полета с ускорителями сопло выполнено качающимся. Угол отклонения 5°. Поворот осуществляется гидравлическими приводами. В гидравлическом приводе сопла в качестве рабочего тела используется сжатый гелий, размещенный в шаровом баллоне, установленном на ускорителе. [c.201]

Скорость горения твердого топлива обычно определяют в прутковой камере, называемой также бомбой Кроуфорда [4]. В такой камере горение топлива происходит в нейтральной среде (азот). Схема бомбы приведена на фиг. 4. 6. Длинный и тонкий пруток топлива, бронированный в поперечном направлении, горит только с торца. Горение его фиксируется несколькими последовательно заделанными в прутке проволочками, что позволяет точно определить время, за которое пламя достигает соответствующих точек. Во время испытаний давление в ограниченном объеме бомбы поддерживается примерно постоянным. Пруток должен быть тонким (в некоторых случаях диаметром до 0,3 см). Часть тепла, выделяющегося при сгорании, расходуется на расплавление тонкого слоя бронировочного покрытия, понижая таким образом скорость горения (см. разд. 4.4). Прутковая бомба постоянного давления очень удобна для сравнения скоростей горения различных топлив. Но так как условия эксперимента отличаются от натурных, то для определения истинной скорости горения необходимо определить соотношение между скоростями горения топлива в бомбе и в реальном двигателе. [c.207]

На фиг. 5. 3 представлен ракетный двигатель с горянхим по торцу зарядом и двухступенчатой тягой, который дает около 66 кг тяги в течение 4 сек. в период разгона ракеты и 22 /сг в течение последующих 8 мин. маршевого полета (кривые изменения тяги и давления этого двигателя по времени приведены на фиг. 5. 4) [7]. В этой конструкции, краткое описание которой приведено в подписи под фигурой, величина тяги двигателя изменяется только посредством изменения скорости горения топлива. [c.253]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...