Введение 2
1. Литературный обзор 3
2. Постановка математической модели 7
2.1 Основные предположения математической модели 7
2.2 Математическая постановка модели горения пороха Н с
добавлением порошка алюминия в поле массовых сил. 8
2.3 Методика решения 11
3. Результаты исследования влияния дисперсности и поля массовых сил
на величину линейной скорости горения пороха Н с добавлением частиц
алюминия. 12
3.1 Зависимость скорости горения пороха H с добавлением порошка
алюминия от его дисперсности. 13
3.2 Влияние воздействия ускорения на скорость горения пороха H с
добавлением порошка алюминия. 19
Заключение 25
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 26
Одним из основных способов повышения характеристик ракетных
двигателей на твердом топливе является улучшение теплофизических и
энергетических свойств твердых топлив, применяемых в них.
Теплофизические свойства смесевых твердых топлив напрямую влияют на
такую характеристику ракеты как ее удельный импульс, который определяет
такие ее параметры, как дальность полета, масса полезной нагрузки и
скорость полета. Актуальным становится вопрос получения более
эффективных высокоэнергетических твердых топлив, способных
удовлетворять современным требованиям. Получение оптимальных
характеристик ТРТ связано с определением и прогнозированием их свойств в
процессе разработки рецептуры.
Известно, что наряду с такими параметрами, как давление, начальная
температура, дисперсность порошка металла в составе топлива на величину
скорости горения оказывает характер движения камеры сгорания. Так, в
середине 60х годов XX века, рядом исследователей впервые сформулирован
вопрос влияния поля массовых сил на величину скорости горения [].
Для определения влияния поля массовых сил на величину линейной
скорости горения проводился большой объем экспериментальных работ.
Проведение натурных экспериментов сопряжено с большими материальными
затратами, в связи с этим возникает необходимость разработки физикоматематических моделей горения металлизированных ТРТ в поле массовых,
позволяющих провести предварительный анализ макрокинетических
процессов, происходящих при горении ТРТ, определить основную
характеристику ТРТ – линейную скорость его горения и ее зависимость от
свойств компонентов ТРТ, давления над поверхностью горения и характера
движения камеры сгорания.
В рамках представленной математической модели проведены расчеты
зависимости скорости горения пороха H с добавлением порошка алюминия
от давления, влияния ускорения, размера частиц алюминия в его составе.
Показано увеличение скорости горения пороха H с добавлением частиц
алюминия. Чем меньше размер частиц, тем выше скорость сгорания.
Рассмотрено поведение температуры частиц и газа вблизи поверхности
горения, а также на всей расчетной области. Показано, что чем меньше
размер частиц алюминия, вылетающих с поверхности горения в газ, тем
ближе к поверхности горения происходит их воспламенение. С увеличением
начального размера частиц алюминия, выходящих в газовый поток с
поверхности пороха, достижение температуры начала их горения происходит
на большем расстоянии от поверхности горения. Также было рассмотрено
влияние ускорения на процесс горения состава. Показано уменьшения
скорости горения при воздействии ускорения. Также показано увеличение
расстояния, на котором начинают гореть частицы. Чем выше ускорение, тем
больше расстояние от поверхности горения, на котором происходит процесс
воспламенения. Также отмечен спад скорости горения в зависимости от
радиуса частицы.
