Курсовая работа: Влияние дисперсности алюминия и каталитических добавок на характеристики горения систем на основе активного горючего-связующего

Энергия активации: Е=19,89 ккал/моль, QK0ср=4,37*кал/г*с.

График 2

Эксперимент№3. Влияние каталитической добавки Si на зажигание топливной системы.

Состав МПВТ–ЛД-70,

АСД-6,

SiO2,

Отвердитель.

Результаты приведены в таблице 9.

Таблица 9. Экспериментальные и расчетные данные

№	Т, ˚К	tзад.,сек	tср.,сек	QK0,кал/моль	ln А	В
1	741	26,7	25,45	2,75*	0,67	135*
2	741	24,2			0,572	135*
3	748	21,1	22,7	2,71*	0,435	134*
4	748	26,8			0,661	134*
5	748	20,2			0,378	134*
6	755	23,7	23,7	2,3*	0,525	132*

Энергия активации: Е=21,08 ккал/моль, QK0ср=2,66*кал/г*с.

График 3

3.3. Определение стационарной скорости горения

В этом параграфе приведены характеристики исследованных партий образцов, а именно масса (с бронировкой(2) и без(1)), высота, диаметр (с бронировкой и без), плотность, время горения, скорость. Стационарная скорость горения вычислялась при доверительной вероятности 0,95 и коэффициенте Стьюдента 12,706.

Состав №1: МПВТ–ЛД-70, АСД-6, SiO2, отвердитель.

Результаты приведены в таблице 10.

Таблица 10. Характеристики образцов

№	,г	,мм	,мм	,г	,мм	,мм	,г/	t,с	,мм/с
1	3,38	24	10	3,59	24,5	10	1,79	17,68	1,39
2	3,49	25	10	3,7	25,5	10	1,79	17,43	1,46

 

1,79 г/,  1,42±0,44 мм/с. 

Состав №2: МПВТ–ЛД-70, ALEX, SiO2, отвердитель.

Результаты приведены в таблице 11.

Таблица 11. Характеристики образцов

№	,г	,мм	,мм	,г	,мм	,мм	,г/	t,с	,мм/с
1	3,67	30	8,5	4,02	24,5	10	1,56	9,17	3,33
2	3,98	30	9	4,42	25,5	10	1,69	9,61	3,17

1,63 г/,  3,25±1,02 мм/с.  

В ходе всех экспериментов по определению скорости горения наблюдалось устойчивое воспламенение образцов и послойное (стационарное) горение.

Заключение

Результаты термодинамического расчета показали, что каталитическая добавка сажи значительно снижает  и  по сравнению с исходным составом, снижает содержание в продуктах сгорания конденсированных веществ kAl2O3, kAlN, kAl4C3. Добавка SiO2 и SnCl2 по сравнению с исходным составом не повлияли на  и  и на продукты сгорания.

Расчеты по определению параметров формальной кинетики E и Q показали, что замена АСД-6 на Alex приводит к снижению энергии активации в 1,53 раза и предэкспонента в 6,22 раза. Введение каталитической добавки SiO2 в состав, содержащий промышленный алюминий АСД-6 снижает энергию активации в 1,44 раза, а предэкспонент в 10,23 раза.

Анализ результатов экспериментов показал, что от природы металлического горючего зависит плотность, а также уровень скорости горения исследованных систем. Замена АСД-6 на Alex приводит к уменьшению плотности в 1,1 раз, а стационарная скорость горения возрастает в 2,29 раз.

В работе студента группы 10601б Свиридова К. было показано, что скорость горения безметальной системы, состоящей из нитрата аммония–МПВТ-ЛД-70–октогена–отвердителя при  была равна  мм/с. Следовательно, проведенными мною экспериментами показано существенное влияние металлического горючего на скорость горения топливных систем. Это позволяет говорить о целесообразности подбора каталитических добавок по их влиянию на металлическое горючее.

Выводы

 1. Проведены термодинамические расчеты систем Al–АГСВ–каталитическая добавка(SiO2, SnCl2, сажа).

2. Экспериментальные исследования показали, что замена АСД-6 на Alex приводит к увеличению стационарной скорости горения системы Al–АГСВ.

3. На основе экспериментального исследования по воспламенению образцов получено, что замена промышленного порошка АСД-6 на Alex приводит к снижению E и Q, также получено что введение каталитической добавки SiO2 в состав, содержащий АСД-6 приводит к снижению энергии активации и предэкспоненциального множителя.

Список литературы

1. Абугов Д.И., Бобылев В.М. Теория и расчет ракетных двигателей твердого топлива.//Машиностроение, 1987, 272с.

2. Кользаус М.К. Изучение скорости горения высокоэнергетических смесевых твердых топлив//ТГУ,2009, 19с.

3. Мелькумов Т.М., Мелик-Пашаев Н.И. , Чистяков П.Г., Шиуков А.Г.

Ракетные двигатели. Москва // Машиностроение,1976,400с.

4. В.П. Волков, В.А. Кузьмин, Н.П. Медведева, Л.Н.Ревягин. Сборник лабораторных работ по внутренней баллистике //Томск, Изд-во ТГУ,1981, 152с.

5. Попок В.Н., Попок Н.И., Савельева Л.А Влияние ультрадисперсных порошков на горение конденсированных систем на основе нитрата аммония // Ползуновский вестник. № 3, 2007. С. 91–98.

6. Паушкин Я. М. Химия реактивных топлив. // АН СССР, 1962.

7. Силантьев И.А., Твердые ракетные топлива. // Москва, Воениздат1964, 80с.

8. Жуков Б.П. Краткий энциклопедический словарь. Энергетические и конденсированные системы.//Москва, Янус-К, 2000, 596с.

9. Громов А.А., Попенко Е.М., Сергиенко А.В. и др. Закономерности нитридообразования при горении сверхтонких порошков алюминия в воздухе // Физика горения и взрыва. 2005.- Т.41, № 3. С. 74-85.

10. Сарнер С. Ф. Химия ракетных топлив // Москва: Мир, 1969.- 488с.

11. Аналитический паспорт ТУ 48-5-226-87.

12. Сертификат партии «Alex», соответствующий ТУ 1791-002-36280340-2005.

13. Зайдель А. Н. Ошибки измерений физических величин.// Ленинград: Наука, 1974, 108с.