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 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 172 >> Следующая

Частицы, образующиеся при горении металлсодержащих топлив, образуют полидис-
— 191 —
персную систему, то есть имеют различные размеры. ( Полная картина дисперсности характеризуется кривой распределения массы дисперсной фазы по размерам, примерный вид которой приведен на фиг. 19.1.
Фиг. 19.1. Функция плотности распределения
На этой фигуре по оси абсцисс отложены значения радиусов (или диаметров) частиц от наименьшего до наибольшего, а по оси ординат — так называемая функция плотности распределения
g(r>~M, Ar '
где M0 — общая масса всех частиц;
AM — масса их узкой фракции в интервале размеров от г до г+Ar. В некоторых случаях удобнее представлять, распределение частиц по размерам в виде дискретной функции. Конденсат представляется состоящим из п сортов частиц различных размеров; весовая доля каждого из них определяется значениями gt (i=l, 2,... п), так что
Между функцией g (г) и значениями существует простая связь. Если выбрать значения T1 для представления конденсата в виде дискретной функции плотности распределения, то
= $ g(r)dr.
Полидисперсный конденсат можно характеризовать средними размерами частиц. Среди многих предлагаемых понятий среднего размера [451] в нашем случае важнейшим является среднемассовый радиус
43 =
]rg(r) dr.
(19.1)
*) В этой главе используется следующая система обозначений: величины, относящиеся ко всему конденсату, имеют индекс «s», к і-ой фракции (і-му сорту частиц) — «і», к веществу отдельной частицы — «в».
При рассмотрении дискретного распределения частиц по размерам формула (19.1) запишется в виде
Аз = 2 &г,.
(19.2)
По экспериментальным данным в продуктах сгорания содержатся частицы, имеющие размеры в диапазоне от долей микрона до десятков микрон. При горении смесевых твердых топлив с добавками алюминия и бериллия образуются частицы окислов с радиусом г43 = 0,54-2 мкм. За срезом сопла, по экспериментальным данным, частицы крупнее и средний размер их достигает л43 = 54-8 мкм [579, 660].
1.2. Особенности движения двухфазной смеси в сопле
Газ ускоряется в сопле вследствие градиента давления, действующего на объем газа. Частицы могут ускоряться только под действием аэродинамических сил, возникающих при обдуве частиц газом, т. е. чтобы ускоряться, они неизбежно должны двигаться медленнее, отставать от газа. Аналогично и теплота частиц может передаваться газу только при наличии разности температур. Оба эти процесса являются неравновесными, сопровождаются диссипацией энергии в процессе обмена между фазами, энтропия смеси возрастает и процесс расширения оказывается менее эффективным по сравнению с равновесным случаем. При этом потери удельного импульса тем больше, чем больше отставание частиц по скорости и температуре.
Рассмотрим, какие факторы в простейшем случае определяют отставание частиц.
Сила, действующая на частицу массы т в потоке ускоряющегося газа, равна произведению массы частицы на ее ускорение:
m4T = Jcx^2s\w—ws\(w-ws)P. (19.3)
В соответствии с законом Стокса, при малых числах Рейнольдса
Re,=
2г„ \w—ws\ р
•п
коэффициент сопротивления равен
__24_
Тогда, подставляя сх в уравнение (19.3), получим
W —
S4
р-г:
dws
(19.4)
Полученное уравнение позволяет выявить влияние основных факторов, определяющих
снижение удельного импульса из-за отставания частиц по скорости.
Среднюю скорость движения двухфазной смеси WcM можно записать следующим образом:
^cM = wsz + w (1—z) = w — (w— ti)s)z. (19.5)
Величина wCM снижается при увеличении отставания конденсата. Если не учитывать изменения скорости газа, снижение гюсы пропорционально квадрату радиуса частиц и ускорению dws/di. Чтобы выяснить роль ускорения, заметим, что речь идет о сравнительно небольших отставаниях частиц, тогда ускорение конденсата в сопле есть величина, близкая к ускорению газа. Если некоторая средняя скорость в сопле равна пуср, то время пребывания в сопле длиной La составит
отсюда ускорение по порядку величины
dws _ dw wa
~dT ~ ~dx Тй
Поскольку ¦W3 и wcP приближенно не зависят от размера сопла, то видно, что ускорение обратно пропорционально длине сопла. Так как все сопла примерно подобны геометрически и La — d*i то чем больше d%, тем меньше ускорение и меньше запаздывание частиц. Теперь можно записать
Проделанный анализ груб, но он правильно выявляет основные закономерности. Из уравнений (19.4) — (19.6) качественно следует, что потери удельной тяги из-за отставания частиц по скорости возрастают следующим образом:
при увеличении весовой доли конденсата — линейно;
при увеличении размеров частиц — пропорционально квадрату диаметра частиц;
при уменьшении диаметра критического се-' чения сопла — обратно пропорционально диаметру.
Можно показать, что отставание частиц по температуре определяется теми же факторами, что и отставание по скорости, в такой же степени.
§ 2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНЫХ ПОТЕРЬ УДЕЛЬНОГО ИМПУЛЬСА
Для оценки роли отклонений процесса расширения двухфазной смеси от равновесного полезно рассмотреть крайние случаи отставания конденсата по скорости и температуре,
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 172 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.