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)
Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания - Глушко В.П.
Глушко В.П. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания — Москва, 1971. — 263 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamiteplofizsvoystv1971.pdf
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 172 >> Следующая

Таким образом, расчет неравновесных течений в одномерном приближении составляет основу метода и позволяет выявить все основные эффекты, связанные с кинетикой химических реакций в сопле, провести параметрическое исследование неравновесных течений.
Неравновесное течение газа в сопле в одномерной постановке описывается такой системой уравнений:
уравнение движения
dp + pwdw = 0, (18-36-j уравнение неразрывности
Fpw = const, (18.37) уравнение энергии
і + — = const, (18.38) уравнение состояния
P = P^f, (18.39) уравнения кинетики Чг = ЧГфАР'Т'ВЬ i = l,2, 3,...<7, (18.40)
где F — площадь поперечного сечения струйки тока.
Система (18.36)-(18.40) из (<? + 4) уравнений для определения (<7 + 5) неизвестных: р, р, Т, w, F, gi — незамкнута. Поэтому необходимо дополнительное условие, например, одно из следующих:
а) уравнение профиля (формы) струйки тока
F = F\x), (18.41)
б) определяемое расчетным или экспериментальным путем распределение " давления по соплу
р = р(х), (18.42)
в) получаемое обычно расчетом равновесного процесса изменение плотности рабочего тела по соплу
P = PW- (18.43)
Система уравнений (18.36)-(18.40) и одно из условий (18.41)-(18.43) позволяют выполнить расчет для конкретного сопла численными методами. Интегрирование начинается, как правило, из дозвуковой части сопла от некоторого начального сечения, параметры в котором считаются равновесными.
В соответствии с принятым методом .расчета в данном случае в качестве дополнительного условия целесообразно задать распределение давления вдоль линий тока. Это значительно уменьшает трудности расчетов неравновесных течений и позволяет, как отмечалось выше, приближенно оценить неравновесные эффекты в двумерном течении {211]. % При заданной зависимости р=р(х) форма струйки тока F(x) определяется в результате расчета из уравнения неразрывности (18.37), а результаты расчета неравновесного течения с известной теперь функцией F(x) сравниваются с соответствующими результатами равновесного течения при одинаковых значениях FJF*.
Известно, что при расчете неравновесных течений в тех областях, где течение близко к равновесному, возникают значительные трудности с выбором шага интегрирования. При использовании для численного интегрирования явных разностных схем типа метода Эйлера, Рунге—Кутта и т. п. шаг интегрирования для проведения устойчивого счета должен быть настолько мал, что расчет становится практически невозможным. Например, для проведения расчета по явным схемам неравновесного истечения продуктов сгорания топлива типа N2O4-I-(CHa)2NNH2 при аок = 0,9, рс0 = = 10 МН/м2 и d* = 100 мм необходимо численно интегрировать систему (18.36—18.40) с шагом 10~8—Ю-9 м, что даже на современных ЭВМ может потребовать сотен и тысяч часов машинного времени.
В связи с этим в работе (211] на основе анализа модельных уравнений предложен метод численного решения релаксационных уравнений, позволяющий по единой неявной разностной схеме с высокой точностью и достаточно
большим шагом (превышающим шаг в явных схемах на несколько порядков) рассчитывать как области течения, близкие к равновесию, так и те области, где течение заметно отклоняется от равновесного. При численном решении системы трансцендентных уравнений, необходимость решения которых возникает при каждом шаге интегрирования вследствие применения неявных разностных схем, используется метод Ньютона с переменной матрицей [65]. Это является весьма существенной особенностью предложенного метода решения релаксационных уравнений и значительно улучшает его сходимость и устойчивость.
В заключение необходимо отметить следуй ющие особенности изучения и расчета химически неравновесных течений.
1. При выполнении расчетов встречаются трудности, связанные с ограниченным знанием истинных механизмов реакций и констант скоростей реакций. Многие вопросы кинетики (теория цепных реакций, теория горения, гетерогенные реакции и т. д.) изучены недостаточно полно для практического применения и еще ждут исчерпывающего решения.
2. Характер неравновесного течения зависит от физических свойств смесей, от начального давления и температуры, от формы канала (сопла). Следовательно, расчеты не обладают общностью результатов, их необходимо выполнять для каждого конкретного случая.
3. Вычисления гораздо более громоздки, чем при расчете равновесного течения, так как вводится дополнительная переменная — пространственная координата х и уравнения кинетики— система нелинейных дифференциальных уравнений вида (18.40). Все это значительно усложняет расчетное исследование неравновесных течений не только за счет увеличения числа уравнений, а в основном из-за того, что система релаксационных уравнений вблизи равновесия является системой с малыми параметрами при старших производных. В связи с этим при расчете неравновесных течений в тех областях, где течение близко к равновесному (неравновесное течение в сопле, как правило, начинается из состояния, близкого к равновесному), возникают значительные трудности с выбором шага интегрирования уравнений химической кинетики [135, 211, 225].
Предыдущая << 1 .. 100 101 102 103 104 105 < 106 > 107 108 109 110 111 112 .. 172 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.