Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Термическое разложение и горение взрывчатых веществ - Андреев К.К.
Андреев К.К. Термическое разложение и горение взрывчатых веществ — М.: «Наука», 1966. — 346 c.
Скачать (прямая ссылка): a-trigvv.djvu
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 192 >> Следующая


Второй член уравнения (4.10), равный г\д*Т / дх2, представляет собой изменение тепловой энергии элемента объема за счет теплопроводности и может быть как больше, так и меньше нуля. 'При низких температурах (рис. 237) (участок ей — выпуклость кривой обращена вниз) он положителен, а при высоких температурах (участок de — выпуклость кривой обращена вверх) отрицателен.

Третий член уравнения (4.10) выражает тепловыделение за счет идущей реакции, скорость которой зависит от концентраций реагентов и от температуры.

Поскольку речь идет о стационарном процессе и принимается, что зона горения неподвижна, то распределение температуры, изображенное на рис. 237, не меняется во времени, поэтому в выражении (4.10) можно принять отношение дТ I dt = 0 и заменить частные производные полными. Тогда это уравнение принимает вид

«^ + "S+-*" = 0- (4-">

Если рассматривать ту зону, где температура и скорость химической реакции, а следовательно и тепловыделения так малы, что тепловыделением можно пренебречь, то, полагая F = O, выражение (4.11) можно написать в виде

"Срр + t1-^=O- (4-і2)

dx

¦ dT

сведя неременную ф = -т— , получаем

срриф + ті ^=O

или

откуда после интегрирования находим

с„р¦их In ф =--¦^j-+ C1-

Так как

Л x '

где X — коэффициент температуропроводности, то

dT ^c1. е-их,'*

откуда

dx^e ' ¦ (4ЛЗУ

Г=ес. ^ е-***+С,. (4.14>

Постоянные интегрирования C1 и C2 определяем из условия, что> при X = оо T = Г0, а при х = О" T*= T11; тогда C2 = T0 и

¦ ес' = ^ (TИ-T0).

Подставив эти постоянные в выражение (4.14), получаем зависимость температуры T от расстояния х, измеряемого от плоскости с температурой Tк, в виде

и

T = Ta + (TK-T0)i*'\ (4.15)

Это соотношение в теории горения было впервые выведено Михель-•соном, оно справедливо для зоны, в которой тепловыделением химической реакции можно пренебречь.

В той области температур, где тепловыделение за счет реакции ¦становится существенным, член F в выражении (4.11) сохраняется. Это уравнение можно преобразовать следующим образом.

Скорость тепловыделения F зависит от концентрации реагирующих веществ и от температуры. Связав концентрацию с температурой, можно выразить скорость реакции и скорость тепловыделения как функцию одной температуры.ІГТри атом получается уравнение второго порядка, нелинейное ввиду нелинейной зависимости F (T).

Для решения этого уравнения Зельдович использовал свойство закона Дррениуса, заключающееся в том, что скорость реакции сильно зависит от температуры,, если, как обычно, выполняется условие

E ~>RT. (4.16)

Зависимость скорости тепловыделения реакций нулевого, первого и второго порядков от температуры для типичных условий горепия (T1D = SOO0K; Tp=IyOO0K; ? = 50000 кал/моль) приведена на рис. 238.

Когда выполняется условие уравнения '(4.15), можно считать, что практически вся реакция протекает в узком темиературном интервале 9, ¦т. е. между температурами T1 — 0 и Тт, причем

Є < (7V-Z0).

Поскольку этот интервал узок, то для зоны реакции расходом тепла на нагрев реагирующего вещества можно пренебречь, т. е. положить

dT . ucPP~dT = °*

Тогда уравнение теплового баланса примет вид

^+F = O. (4.17)

Уравнение (4-17) означает, что в зоне реакции отвод тепла теплопроводностью равен теплу, выделяющемуся при химической реакции.

При помощи уравнения (4.17) можно определить величину потока тепла

dT

Снова вводим переменную-<р = dT j dx. Очевидно, что

~oW = far-

Подставляя это значение в уравнение (4.17), получаем

„Ф*Р , г л

или

щйу - —FdT. Интегрируя по зоне реакции, получаем

гг-е Т, T1.

^t= І ~~FdT~l -^T-[FdT.

откуда градиент температуры на границе зоны реакции приближенно равен _ _

<Р = — V 4Л FdT

У а

или

FdT.

(4.18)

В выражении (4.18) интеграл скорости выделении тепла по температуре берется по всей области, в которой скорость реакции отлична от нуля. Вследствие быстрого уменьшения скорости реакцин(лри падении температуры основное слагаемое дает сравнительно узкий интервал температуры, примыкающий к температуре горения.

Поскольку расходом тепла иа нагрев реагирующего гааа мы пренебрегли, допустив, что оно целиком отводится теплопроводностью, то поток тепла, очевидно, можно приравнять общему количеству тепла, выделяющемуся в зоне горения в единицу времени, т. е. произведению

количества сгоревшего вещества па его теплотворную способ-,ность Q:-

-п «.<?¦.

Подставляя это выражение в формулу (4.18), получаем


1,0
-

і



I
0.8


1
0.8
-

1



I
0,9


S



І
0,2
¦

§-
8.


300 500 TOO SOO 1100 1300 tSOO 17001900 ТеШГрйтря, Ч Tr .

Рис. 238. Зависимость объемной скорости тепловыделения при горении ot температуры

По оси ординат отложена скорость в условных единицах, максимальное значение скорости две каждой иа кривых кряиято ва единицу.

О — реакция нулевого порядка, 1 — реакция первого порядка- я — реакция второго порядка
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 192 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.