Исследование физики стационарного и нестационарного горения энергоемких веществ

• Автор: Финяков, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 403 с. : ил.

Оглавление.
Введение.

Краткое содержание.

Глава I. Экспериментальные установки и методики исследования.

1.1. Экспериментальные установки и приборы.

1.1.1. Экспериментальная установка исследования стационарного горения.

1.1.2. Аппаратура зажигания и регистрации сигналов датчиков БПД.

1.1.3. Экспериментальная установка исследования зажигания газовым потоком.

1.1.4. Экспериментальная установка исследования эрозионного горения.

1.1.5. Аппаратура установок зажигания и эрозионного горения. стр. 33.

1.1.6. Установка исследования горения при высоких давлениях. стр. 33.
1.1.7. Краткие сведения о расчетном снаряжении камер сгорания. стр. 34.
1.2. Экспериментальные методики и их обоснование.
1.2.1 Экспериментальная методика измерения скорости горения пороха. стр. 41.
Представление о плоском фронте горения.
1.2.2. Экспериментальный метод исследования термической структуры волны горения, стр. 43.
1.2.3. Методы построния температурного профиля стационарного горения по стр. 46.
термопарным записям.
1.2.4. Методы изготовления образцов для получения скорости или термической стр. 48.
структуры горения.
1.2.5. Методы изготовления образцов для зажигания газовым потоком и стр. 52.
эрозионного горения.
1.2.6. Микротермопарная методика измерения температуры горящей поверхности. стр. 54.
1.3. Развитие экспериментальных методик.
1.3.1. Усовершенствование методик измерения скорости горения. стр. 56.
1.3.2. Некоторые вопросы термостатирования образцов. стр. 58.
1.3.3. Построение осредненного температурного профиля. стр. 62.
1.3.4. Развитие методов заделки термопар. стр. 68.
1.3.5. Развитие методики измерения температуры горящей поверхности. стр. 72.
Выводы. стр. 73.
Литература. стр. 75.
Рисунки. стр. 77.

Глава II. Горение индивидуальных веществ и компонентов СТТ,
Краткое содержание.
2.1. Обзор литературы и постановка задач исследования.
2.2. Стационарное горение октогена.
2.2.1. Профили температуры волн горения октогена.
2.2.2. Параметры зон горения октогена.
2.2.3. Выделение ведущих стадий (или зон) горения октогена.
2.2.4. Законы пиролиза (или газификации) и определение
некоторых дифференциальных коэффициентов октогена.
2.2.5. Горение октогена при высоких давлениях.
2.2.6. Заключитеьные замечания по механизму горения октогена.
2.3. Стационарное горение гексогена.
2.3.1. Профили температуры волн горения гексогена.
2.3.2. Параметры зон горения гексогена. Пределы горения по давлению.
2.3.3. Выделение ведущих стадий (или зон) горения гексогена. Законы пиролиза.
2.3.4. Определение некоторых дифференциальных коэффициентов гексогена.
2.3.5. Горение гексогена при высоких давлениях.
2.3.6. Заключительные замечания по механизму горения гексогена.
2.4. Стационарное горение глицидил-азидных полимеров (GAP).
2.4.1. Профили температуры волн горения GAP.
2.4.2. Параметры зон горения GAP соединений. Пределы горения по давлению.
2.4.3. Выделение ведущих стадий (зон) горения GAP соединений.
2.4.4. Законы пиролиза и дифференциальные коэффициенты GAP - веществ.
2.4.5. Заключительные замечания по механизму горения GAP веществ.
2.5 Стацинарное горение веществ - добавок Д-2 и Ц-2.
2.5.1. Профили волн горения Д-2 и Ц-2.
2.5.2. Параметры зон горения Д-2 и Ц-2. Пределы горения по давлению.
2.5.3. Выделение ведущих стадий или зон горения и законы пиролиза
веществ Д-2 и Ц-2.
2.5.4. Заключительные замечания по механизму горения Ц- и Д-2.
Таблицы главы II.
Выводы.
Литература.
Рисунки.
Глава III. Стационарное горение баллис гитных порохов е добавками.
Краткое содержание.
3.1. Обзор литературы и постановка задач исследования.
3.2. Горение порохов на простой основе.
3.2.1. Профили температуры волн горения порохов на простой основе.
3.2.2. Параметры зон горения порохов на простой основе. Пределы горения по давлению,
3.2.3. Выделение ведущих стадий (или зон) горения. Законы пиролиза порохов
на простой основе.
3.2.4. Определение некоторых дифференциальных коэффициентов порохов на
простой основе.
3.2.5. Заключительные замечания по механизму горения порохов на простой основе.
3.3. Стационарное горение порохов на сложной основе.
3.3.1. Профили температуры волн горения порохов на сложной основе.
3.3.2. Параметры зон горения порохов на сложной основе. Портреты катализированных Порохов. Пределы горения по давлению.
3.3.3. Выделение ведущей стадии горения катализированных порохов на
сложной основе. Законы пиролиза.
3.3.4. дифференциальные коэффициенты порохов на сложной основе.
3.3.5. Заключительные замечания по механизму горения порохов с добавками.
Таблицы главы III.
Выводы.
Литература.
Рисунки.
Глава IV Стационарное горение смесевых композиций.
Краткое содержание главы.
4.1. Литературный обзор. Постановка задач исследования.
4.2. Стационарное горение смесей с компонентом GAP.
4.2.1. Температурные профили волн горения смесей, содержащих GAP.
4.2.2. Параметры зон горения систем на связке GAP. Пределы горения по давлению.
4.2.3. Ведущие зоны горения смесей на связке GAP. Законы газификации (пиролиза).
4.2.4. Определение некоторых дифференциальных коэффициентов смесей
на связке GAP.
4.2.5. Заключительные замечания о механизме горения смесей с компонентом GAP.
4.3 Стационарное горение смесей с компонентом ВАМО-ТГФ.
4.3.1. Температурные профили волн горения смесей на связке ВАМО-ТГФ.
4.3.2. Параметры зон горения смесей на связке ВАМО-ТГФ. Пределы горения по давлению,

n » {(0.1-0.12)[(pm - Pf)/(pm -po)] + (pf- po)/(pm - po)}[(k - l)/k]; (po < pf)
Где pm - максимальное давление в камере сгорания большее pf (см. также раздел 2.2 главы II). Vb - свободный объем камеры; ре = pffo - эффективное давление, сила fo - находилась по формуле: fo = (RTop)/pp; Тор- начальная температура горения пороха, соотвествующая начальному давлению ро; рр - молярная масса продуктов сгорания пороха. dVb/dt = Su, S - поверхность горения заряда, и - скорость горения; а0 - сечение выходного сопла; А - коэффициент расхода, в адиабатическом приближении, как известно (см. например [1 - 2]), имеет вид: А = (K/fo)1/2, К = k[2/(k + l)J(k + 1)(k 1}, к ~ 1.2 — 1.25 — показатель адиабаты многоатомных газов ([3]).
Камера зажигания порохов потоком газа, работала, большую часть времени, в режиме манометрической бомбы (см. 1.1.3). Поскольку воспламенение заряда (трубки) осуществлялось газами ДРП, то параметры Тир, входящие в определение fo = RT/p, принимались равными:Т ~ (Т1 Т2)1'2; Ti, Т2 - температуры горения ДРП и пороха (основного заряда), причем: Ti = (Tb + То)/2, Т2 = (ТЬР + То)/2,
ТЬ - температура горения ДРП при р = р0, ТЬР - температура горения пороха при том же давлении, р ~ (pi + р2)/2; р р2 - мольные массы продуктов горения ДРП и пороха (поскольку эти массы довольно сильно различались, то бралось их среднеарифметическое). Когда давление в газогенераторном объеме достигало величины разрушения мембраны рм, то газы устремлялись в канал, а давление в камере стабилизировалось на уровне рм. Но тогда из уравнения (Ь) следует, если положить (dp /dt) = 0:
S = (Рм')1 -n/2(foAo0/uM)/[(pe/pM) - (pM)‘-n] (1.4)
Где uM - скорость горения пороховой трубки при давлении разрушения мембраны рм,
Рм = (рм/ро). Так как торцы трубки бронировались (см. 1.1.3), то S = 7t(D + d)L = const (D, d, L -начальные значения внешнего и внутреннего диаметров трубки и ее длина).
Формула (1.4) служила основным соотношением для вычисления поверхности горения пороховой трубки. Плотность заряжания, необходимая для обеспечения давления рм> находилась из решения уравнения (Ь) при условии а0 = 0. Как нетрудно убедиться, интеграл “укороченного” уравнения (Ь) имеет вид:
p(t) = p„[7te - (яе - 1)(1 - Л0)/(1 - А)]1'1 "
(1.5)