Химические топлива

Современные химические топлива позволяют получать скорости истечения газа из сопла реактивного двигателя порядка 2—2,3 км/сек. Создание ионного и фотонного двигателей позволит значительно увеличить эту скорость. Другой путь увеличения скорости ракеты в конце горения связан с увеличением так называемой массовой, или весовой, отдачи ракеты, т. е. с увеличением числа Z. В современных многоступенчатых ракетах число Z может быть довольно большим. [c.513]

Современные химические топлива позволяют получать скорости истечения газа из сопла реактивного двигателя порядка 2—2,3 км/с. Создание ионного и фотонного двигателей позволит значительно увеличить эту скорость. Другой путь увеличения скорости ракеты в конце горения связан с увеличением так называемой массовой, или весовой, отдачи ракеты, т. е. с увеличением числа 2, что достигается рациональной конструкцией ракеты. Можно значительно увеличить массовую отдачу ракеты Л 1 /Л1р путем применения м н и г и с т у п е н ч а т о й ракеты, у которой пос.яе израсходования топлива первой ступени отбрасываются баки и двигатели от оставшейся части ракеты. Так происходит со всеми баками и двигателями уже отработавших ступеней ракеты. Это значительно повышает число Циолковского для каждой последующей ступени, так как уменьшается Л1р за счет отброшенных масс баков и двигателей. [c.539]

Высокая концентрация энергии в ядрах атомов делает ядер-ное горючее малообъемным по сравнению с химическим топливом [c.323]

Ядерного горючего урана, тория — в переводе на единицы энергии в природе существует больше, чем обычного химического топлива. [c.323]

Основным источником получения энергии в настоящее время является химическая энергия, заключенная в природном горючем (угле, нефти, газе). Считают, что запасов естественного горючего, находящегося в недрах Земли, по оптимистическим подсчетам хватит на 4000 лет, а по самым пессимистическим — на 200—400 лет. Однако, каковы бы ни были действительные запасы естественного химического топлива, несомненно, что они постоянно уменьшаются, вследствие чего нельзя безучастно относиться к вопросу об эффективности использования располагаемых энергетических ресурсов, тем более, что она до сих пор остается весьма низкой., [c.514]

Для пленочного кипения характерно существование паровой пленки, покрывающей поверхность нагрева. Пленочное кипение происходит при большей разности температур между твердой поверхностью и жидкостью. Для воды (и большинства органических жидкостей) при атмосферном давлении этот температурный напор составляет > 100°. Пленочное кипение наблюдается в быстродействующих перегонных аппаратах, при кипении криогенных жидкостей, охлаждении двигателей на химическом топливе, охлаждении реакторов и др. При высоких давлениях коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении может так возрасти, что пережога поверхности нагрева не наступает. При высоких температурах при пленочном кипении значительное количество теплоты передается излучением, поэтому коэффициент теплоотдачи при пленочном кипении зависит от излучательных свойств поверхности теплообмена, поверхности жидкости и самого пара. Расчетные зависимости для коэффициентов теплоотдачи при ламинарном движении паровой пленки могут быть получены теоретическим путем. В развернутой форме эта зависимость имеет вид [c.202]

Пленочное кипение наблюдается при закалке металлов в жидкой среде, в ряде быстродействующих перегонных аппаратов, при кипении криогенных жидкостей, при охлаждении жидкостью ракетных двигателей на химическом топливе и атомных ракетных двигателей. При высоких давлениях абсолютная величина а при пленочном кипении.становится значительной (рис. 13-18), поэтому пережога кипятильной трубы [c.317]

Поскольку пока 80—90% используемых энергоресурсов составляют химические топлива и 20—10% — гидроэнергия крупных рек, расположенных вдали от промышленных центров, особое [c.101]

Вторичные химические топлива чрезвычайно разнообразны. Специально получаемым и самым выгодным во многих отношениях является водород. Остальные — это горючие отходы различных производств горючие газы в металлургии, отходы обработки сельскохозяйственных продуктов, огромные массы мусора больших городов и т. п. [c.110]

Скорость ракет может быть повышена в 3 раза при переходе от ракет с химическим топливом к ракетам с атомным двигателем, но при этом температура газа достигнет 1930 °С. В ракетах с плазменными двигателями рабочие температуры достигнут 3300—6200 °С и даже тугоплавкие металлы и сплавы должны будут работать с охлаждением. [c.280]

Каким средствам предстоит осуществить полеты на ближайшие планеты Это будут, вероятно, ракеты, работающие на химическом топливе того типа, что используется сегодня для запуска космических кораблей. А более дальние рейсы — за пределы орбиты Марса,— вероятно, сделает возможными только ракетный двигатель, работающий на ядерном топливе. Однако создание таких двигателей — дело совсем не простое. [c.189]

В обычной химической ракете рабочими телами непосредственно являются продукты сгорания химического топлива (водяной пар, окись углерода или азота). [c.133]

Ракетные двигатели подразделяются на двигатели с химическим топливом и ядерные ракетные двигатели. [c.351]

Следует отметить, что хотя тяга ядерных ракетных двигателей невелика по сравнению с тягой химических ракетных двигателей, ядерный двигатель может работать в течение гораздо большего (на много порядков) времени, чем ракетный двигатель с химическим топливом. Поэтому ЯРД является весьма перспективным типом двигателя для управляемых межпланетных космических кораблей. Для старта такого корабля с Земли, по-видимому, должны быть использованы двигатели с химическим топливом, а ЯРД используется для полета за пределами земного притяжения. [c.355]

До настоящего времени основная часть (до 80%) электрической энергии вырабатывается на тепловых и атомных электростанциях. Ведущая роль этих электростанций сохранится и в будущем . Источниками тепловой энергии на таких электростанциях служат главным образом природное химическое топливо (уголь, нефть, газ) и ядерное горючее. В качестве энергетических установок на тепловых (и атомных) электростанциях служат паротурбинные установки (ПТУ). Широкое применение ПТУ в энергетике связано с их надежностью, большим ресурсом работы и отсутствием компрессора для сжатия рабочего тела — водяного пара до высоких давлений. Однако экономичность ПТУ ограничена. Даже при сверхкритических тепловых параметрах водяного пара эффективный к.п.д. ПТУ едва достигает 40%. К недостаткам ПТУ относятся также большой удельный расход тепла (около 2000 ккал/кВт-ч) на производство электроэнергии, большие габариты, значительный удельный вес (10 кг/кВт), невысокая надежность поверхностей нагрева парогенераторов, большие удельные объемы водяного пара в последних ступенях турбины, ограничивающие единичную мощность машины, большое время запуска (несколько суток), большие потери циркуляционной воды (до 3,6 кг/кВт-ч) в градирнях и др. Кроме того, мощные энергетические ПТУ, работающие на природном химическом топливе (уголь, мазут), являются крупными источниками вредных выбросов (пылевидные частицы, окислы азота, сернистые соединения) в атмосферу и тепловых выбросов в водоемы. [c.4]

Для меня доставляет большое удовлетворение написать введение к переводу на русский язык моей монографии о перспективных ракетных двигателях на химическом топливе, особенно в связи с учетом большого вклада советских ученых и конструкторов в развитие ракетно-космической техники. [c.5]

Предлагаемая книга содержит описание последних достижений в области ракетных двигателей на химическом топливе, включая характеристики двигательных установок, свойства топлив и технологию их промышленного изготовления, механизм горения и устойчивость, совместимость двигателя с ракетой, управление направлением и величиной тяги. Уже имеются специальные монографии и по твердым топливам [103, 178], и по жидким [67] здесь, пожалуй, впервые оба эти типа ракетных двигателей рассмотрены совместно. Кроме того, в книге показано, как изложенные теоретические принципы применяются на практике к высокоэффективным двигательным установкам (ДУ) ракет-носителей и космических летательных аппаратов. [c.13]

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ХИМИЧЕСКОМ ТОПЛИВЕ [c.15]

Характеристики ракетных двигателей на химическом топливе [c.17]

Тепловые машвяы и охрана окружающей среды. Непрерывное развитие энергетики, автомобильного и других видов транспорта, возрастание потребления угля, нефти и газа в промышленности и на бытовые нужды увеличивает возможности удовлетворения жизненных потребностей человека. Однако в настоящее время количество ежегодно сжигаемого в различных тепловых машинах химического топлива настолько велико, что все более сложной проблемой становится охрана окружающей среды от вредного влияния продуктов сгорания. [c.113]

Ракетные двигатели работают на топливе И окислителе, которые транспортируются вместе с двигателем, поэтому его работа не зависит от внешней среды. Жидкостные ракетные двигатели работают на химическом жидком топливе, состоящем из топлива и окислителя. Жидкие компоненты топлива непрерывно подаются под давлением из баков в камеру сгорания насосами (при турбонасосной подаче) или давлением сжатого газа (при вытеснительной или баллонной подаче). В камере сгорания в результате химического взаимодействия топлива и окислителя образуются продукты сгорания с высокими параметрами, при истечении которых через сопло образуется кинетическая энергия истекаюшей среды, в результате чего создается реактивная тяга. Таким образом, химическое топливо служит как источником энергии, так и рабочим телом. [c.259]

Рассмотрим случай использования в ПЭ химического топлива — совокупности горючего, окислителя и массоносителя (воздух, вода и т. п.), каждому соотношению которых соответствует определенное РТ. [c.65]

Энергоемкость химических топлив примерно в 30 млн. раз меньше ядерных. Большинство из них двухкомпонентные, состоят из горючего и окислителя, хотя известны и однокомпонентные гидразин (N2H4), перекись водорода (Н2О2). Унитарные топлива содержат в своем составе горючее и окислитель (обычно пороха). К химическим топливам относят и вещества в атомарном метаста-бильном состоянии при соединении атомов в молекулы выделяется большое количество энергии, превышающее в 10 и более раз теплоту сгорания бензина в воздухе. [c.104]

Таким образом, в некоторых случаях накопители тепла могут превосходить по энергоемкости дагке химические топлива. [c.115]

Второй закон термодинамики и энтролия позволили лучше оценить энергетические возможности систем. Еще Гиббс и Гельмгольц доказали, что в данной среде, например в земиой атмосфере, можно использовать только часть полной энергии системы At/, например химического топлива. Эта часть была названа свободной энергией — AF. Другая же часть энергии топлива -- связанная , равная произведению температуры окружающей среды То на изменение энтропии в обратимых процессах (например, в результате изменения числа молей газообразных веществ, участвующих в реакции)—Д5о, то есть — Qq—To Sq, — переходит в тепло и рассеивается в окружающей среде. Таким образом, максимальная работа, которую способна совершить система, не может превысить величины 1 тах=At/—7 оА5о=Д/ . Поскольку же в реальных процессах всегда имеют место потери вследствие необратимости — ToAS , то действительная работа всегда меньше максимальной —ГоСА о-Ь [c.160]

Неоднократно обсуждалась bo3j можность использования авиацией топлива не на основе нефти. При переходе к топливу, получаемому из угля, возможными кандидатами являются синтетические керосиноподобные жидкости (из угля или горючих сланцев) и, вероятно, метан в виде криогенной жидкости с температурой —162°С. Метанол имеет перспективы использования в наземном транспорте. Однако он обладает слишком низкой для авиации теплотой сгорания. Единственным приемлемым в практическом отношении химическим топливом (получаемым из неископаемых источников) для авиации будущего может служить жидкий водород. [c.80]

Двигатели с химическим топливом в свою очередь делятся на две основные группы — ракетные двигатели с твердым топливом (РДТТ) и жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). [c.351]

Важно подчеркнуть, что в отличие от воздушно-реактивных и ракетных двигателей, работающих на химическом топливе, в ядерных ракетных двигателях рабочее тело не является продуктом сгорания топлива. Следовательно, рабочее тело для ЯРД может быть выбрано из соображений напболь-шей термодинамической целесообразности. [c.354]

Рассмотрены открытая (с камерой сгорания химического топлива) и закрытая (с высокотемпературным ядерным реактором) тепловые схемы ПГТУ. Описаны особенности условий работы, конструкции и эксплуатации ПГТУ. Приведены результаты экспериментального исследования эффективности работы компрессора с впрыском воды. Работа содерншт термодинамический и технико-экономический анализ тепловых и атомных электростанций с ПГТУ. Рассмотрены транспортные ПГТУ (для авиации, речного и морского флота, магистральных неф-те- и газопроводов), энерготехнологические ПГТУ с высокотемпературным ядерным реактором (для энергетики, металлургии, химии, нефтехимии, угольной и других отраслей промышленности). [c.2]

Развитие космической ракетной техники привело к выделению двух классов задач о полете ракет с двигателями на химическом топливе, т. е. задач о полете с боль-1П0Й тягой (в этом случае на единицу тяги приходится малый вес), и о полете ракет с двигателями малой тяги. Двигатели малохт тяги характеризуют то, что на единицу тяги приходится большо вес, по этот недостаток компенсируется продолжительностью действия тяги при малом расходе массы (для электрореактпвных двигателей) или даже нулевом (для солнечного паруса ). [c.308]

Воздушно-реактивные двигатели (ВРД) в качестве основного компонента рабочего тела используют воздух окружающей атмосферы. В ВРД, работающих на химическом топливе, воздух одно1-временно используется в качестве окислителя для преобразования химической энергии применяемого в них горючего в тепловую. В ВРД, использующих ядерную энергию (ЯВРД), воздух является только рабочим телом для осуществления термодинамического цикла. РГспользование воздушной среды в качестве рабочего тела позволяет ограничиться на борту летательного аппарата запасом только одного горючего, доля которого от общего количества рабочего тела в ВРД не превышает 2—6%. Этим предопределяется более высокая экономичность ВРД по сравнению с РД. [c.11]

За основу предлагаемой монографии принят курс лекций по ракетным двигателям на химическом топливе, который я читал в течение многих лет в Хайфском технологическом институте (Израиль) и в 1985 г. — на факультете аэрокосмической техники Технического университета в г. Делфт (Нидерланды). Я хотел бы выразить признательность профессору Н. Виттенбергу за поддержку и моим коллегам д-ру А. Перецу и д-ру А. Гани за сделанные ценные замечания. [c.14]

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]

Одним из результатов работы, проведенной в конце 1960-х гг. американской Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе RPG, стало признание того, что экономичность, устойчивость и работоспособность ЖРД взаимосвязаны. Такой вывод был сделан на основании анализа дробления, испарения и горения распыленного топлива, который стал отправной точкой для поиска технических решений в этих трех направлениях. В результате появилась возможность оптимизировать процесс выбора конструкторских решений, сократив тем самым период разработки и уменьшив массу двигателя. Большинство ЖРД, разработанных до 1970 г., создавались методом проб и ошибок. Случалось, что до нахождения оптимальной конструкции приходилось опробовать до 100 вариантов смесительной головки. Обычно лишь после достижения требуемого уровня экономичности и обеспечения устойчивой работы начинались поиски способов обеспечения требуемого ресурса. Поэтому разработанные ранее ЖРД (эксплуатация некоторых из них еш е продолжается) имели неоптимальное соотношение компонентов топлива, в них использовались специальные устройства для повышения устойчивости, а масса конструкции оказывалась завышенной. Маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл и экспериментальный ЖРД с кольцевой камерой сгорания и центральным телом стали первыми двигателями, разработанными с применением новых методов. Рабочие характеристики ЖРД определяются выбором установочных параметров, к которым относятся свойства компонентов топлива и технические требования к системе подачи топлива, смесительной головке и камере сгорания. Исходя из них, можно рассчитать полноту сгорания, удельный импульс, устойчивость горения и температуру стенки камеры. Достигнутый удельный импульс, как и для РДТТ, представляет собой разницу между термодинамическим потенциалом топлива и потерями, сопутст-вуюш.ими его реализации. Динамическая устойчивость определяется балансом между причинами, вызываюш ими внутрика- [c.164]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...