ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В РДТТ при использовании металлизированных смесевых твердых топлив в процессе горения в камере сгорания образуется двухфазное рабочее тело. Многофазное рабочее тело отличается от однофазного («чистого» газа) наличием в газовом потоке достаточно мелких твердых или жидких частиц различных форм и размеров, обменивающихся с газом теплотой и кинетической энергией и могущих переходить из одного агрегатного состояния в другое. Механизм движения двухфазных сред состоит в увеличении вязкостными силами газа конденсированных частиц и сопровождается теплообменом между частицами и газом, образованием новых частиц, их ростом, коагуляцией и др. В зависимости от физико-химических и кинетических свойств горючего-свя- зующего, окислителя и их соотношения воспламенение и горение частиц алюминия может происходить как на поверхности горящего топлива, так и в свободном объеме камеры сгорания. В первом случае при достижении определенной температуры происходит процесс укрупнения или спекания частиц, во втором — воспламенение частиц алюминия не происходит до тех пор, пока они не покинут поверхность горения заряда ТТ. Прилегающая зона реакции содержит частицы А1203 размером 0...2 мкм, а в свободном объеме камеры сгорания могут находиться и частицы окислов алюминия размером 5. ..20 мкм. При этом наибольшие изменения в среднемассовом диаметре частиц А1203 наблюдаются в зоне, не превышающей 20...30 мм от поверхности горения заряда ТТ. В этой зоне наиболее активно протекают процессы горения частиц металла. Размеры частиц окислов алюминия зависят от давления в камере сгорания, от формы заряда ТТ, в частности, от расположения поверхности горения относительно обтекаемого газового потока и других факторов. Размеры частиц оказывают, прежде всего, существенное влияние на так называемые двухфазные потери удельного импульса. Полная теория внутрикамерных процессов в камере сгорания и сопле в строгой постановке должна описываться на основе единой системы уравнений, так как единство рабочего процесса в камере сгорания предопределяет и единство процесса образования потерь, непрерывно сопровождающего преобразование рабочего двухфазного вещества. В настоящей главе рассматриваются закономерности горения частиц алюминия, механизм образования окиси алюминия и агломерации, а также прогнозируется полнота сгорания алюминия.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >