Изучение скорости горения высокоэнергетических смесевых твердых топлив

bk=(bkг+ ækok)/(1+ æ).

Когда компоненты представляют собой смеси индивидуальных веществ, то для некоторых расчетов удобно использовать условную химическую формулу данного компонента. Такую формулу можно построить разным способом. Например, удобно определять ее, исходя из числа атомов различных элементов, приходящихся на 100 массовых единиц рассматриваемого компонента. Тогда усло

вная химическая формула будет иметь вид

CmHnOpNq…,

где m=100bc/12; n=100bH/1; p=100bo/16; q=100bN/14,

а bc, bH, bo, bN – массовые доли соответствующих элементов в данном компоненте. [1,стр.118-119]

2. Методики эксперимента

В работе использованы методики изготовления модельных твердых топлив, измерения скорости горения.

2.1 Определение процентного состава компонентов топливной композиции по известному α

Знание коэффициента избытка окислителя системы позволяет решить обратную задачу, т.е. определить процентный состав компонентов топливной композиции.

Рассмотрим это на примере топлива с α=0,90 и содержанием алюминия 15 масс. %, тогда содержание топливной композиции можно записать как

NH4NO3 – (85-х) %

Связка – х %

Аl – 15 %

Т.к. содержание алюминия зафиксировано, а на содержание (NH4NO3 и связки) при 15 % алюминия приходится 85 %. Расчет эквивалентной формулы приведен в таблице№1.

Таблица№1. Расчет эквивалентной формулы.

Т.е. эквивалентная формула топлива имеет вид:

Al555C18.4xH50(85-x)+31.1xO37.5(85-x)+31.9xN25(85-x)+17x

тогда

α=0,9==

отсюда

Т.е. состав топливной композиции с α=0,9, содержащий 15 масс.% алюминия содержит, масс.%:

NH4NO3- 67,6

Связка – 17,4

Алюминий - 15

2.2 Методика изготовления образцов

В работе топливные составы изготовляли ручным способом по лабораторной методике не более 10 гр. смеси за одну мешку.

При работе с топливными составами проводили следующие операции: взвешивание компонентов топлива, смешивание, формирование образцов, определение их основных характеристик (массы, высоты, диаметра), бронирование, повторное определение основных характеристик.

В ходе работы изготавливали составы, содержащие нитрат аммония марки ЖВ, алюминий (УДП), сажа и SnCI2.

Дозировку компонентов проводили на электронных весах с точностью до 0,02г. Суммарная масса топлива 10г.

Навеску связки (МПВТ-АСП) полностью помещали в фарфоровую чашку, а навески алюминия (УДП), нитрата аммония (марки ЖВ), сажи, SnCI2 и отвердителя помешали на листках кальки. Затем в связку постепенно добавлялись компоненты топлива и после каждого компонента смесь тщательно перемешивалась. Отвердитель вносили в готовую топливную массу, которую далее дополнительно перемешивают. Полученную топливную массу формовали с помощью фторопластовой сборки в виде цилиндрических образцов диаметром 10 мм.

Полученные образцы взвешивали, измеряли высоту, определяли плотность. Затем образцы бронировали по боковой поверхности линолеумом, растворенным в ацетоне, и сжигали на воздухе при нормальных условиях.

2.3 Измерение скорости горения

Нами использован лабораторный метод измерения скорости горения.

Скорость горения определяли на воздухе при комнатной температуре.

Образец помещали на текстолитовую подложку. Затем заряд поджигали на верхнем торце одновременно по всему протяжению границы контакта при помощи открытого пламени. Время сгорания фиксировали секундомером. Расчет скорости горения проводили по формуле:

U=l/τ, мм/сек., где l- длина образца, мм

τ - время сгорания, сек.

Для определения скорости горения данного состава проводили не менее трех определений.

3. Экспериментальные данные

В работе использовали топливную композицию, характеризующуюся постоянным коэффициентом избытка окислителя, равным 0,9. Характеристикой, определяющей пригодность топлив к исследованию, служила плотность образцов.

При нормальных условиях определяли стационарную скорость горения.

3.1 Характеристики исследованной партии образцов

В таблице№2 приведены характеристики исследованной партии образцов, а именно масса (с бронировкой и без), высота, диаметр (с бронировкой и без), плотность, время горения, скорость.

Таблица№2. Характеристики образцов.

 Скачать реферат