Исследование структуры пламени динитрамида аммония

• Автор: Палецкий, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 150 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение
Глава 1. Основные характеристики процесса горения и термического разложения динитрамида аммония. Методы исследования.

(литературный обзор)

1.1. Основные характеристики процесса горения

1.1.1. Динитрамид аммония - экологически чистый окислитель ракетных топлив..

1.1.2. Состав продуктов горения АДНА при субатмосферном давлении и некоторые характеристики горения АДНА при давлениях 1ч-100 атм
1.1.3. Масс-спектрометрическое исследование пиролиза и структуры пламени АДНА под действием лазерного излучения при давлении 1 и 3 атм

1.1.4. Тепловая структура пламени АДНА при давлениях 1ч60 атм

1.1.5. Скорость горения АДНА

1.1.6. Форма частиц и её влияние на характеристики горения смесевого твердого ракетного топлива на основе АДНА
1.1.7. Спектроскопические методы исследования структуры пламени АДНА
1.1.8. Краткие выводы по литературному обзору
1.2. Термическое разложение как стадия процесса горения
1.2.1. Термическое разложение как стадия процесса горения
1.2.2. Метод “температурного скачка”. Термическое разложение АДНА в конденсированной фазе при высоких темпах нагрева
1.2.3. Термическое разложение АДНА в конденсированной фазе при низких темпах нагрева
1.2.4. Термическое разложение продуктов сублимации АДНА при субатмосферном
давлении
1.3. Методы исследования
1.3.1. Зондовый отбор пробы из пламени
1.3.1.1. Типы зондов
1.3.1.2. Основные элементы системы формирования газодинамического молекулярного пучка
1.3.1.3. Применение метода зондовой молекулярно-пучковой масс-спектрометрии для исследования пламен
1.3.1.4. Возмущения пламени при его масс-спектрометрическом зондировании
1.3.2. Спектроскопические методы исследования структуры пламени твердых
топлив
Глава 2. Методика эксперимента и описание установки
2.1. Масс-спектрометрический комплекс
2.1.1. Камера сгорания на 10 атм
2.1.2. Сканирующий механизм
2.1.2.1. Выбор оптимальных условий работы сканирующего механизма для исследования структуры пламени АДНА при давлении 3 атм
2.1.2.2. Система автоматической остановки двигателей сканирующего механизма в условиях высоких скоростей перемещения образца
2.1.2.3. Схема синхронизации масс-спектрометрических измерений и видеозаписи момента касания зондом поверхности горения АДНА при давлении 3 атм
2.1.3. Молекулярно-пучковая система отбора пробы
2.1.4. Зонд

2.1.5. Масс-спектрометр
2.1.6. Система сбора и обработки информации
2.2. Калибровка молекулярно-пучковой системы отбора пробы
2.2.1. Калибровка молекулярно-пучковой системы отбора пробы по индивидуальным газовым компонентам
2.2.2. Калибровка по парам АДНА и продуктам диссоциативной сублимации МКЫОз
2.3. Методика измерения скорости горения АДНА
2.3.1. Тензометрический метод
2.3.2. Метод обработки результатов видеосъемки перемещения поверхности горения
2.4.Методика измерений температуры пламени АДНА с помощью термопар.
2.4.1. Возможности термопарного метода
2.4.2. Постановка эксперимента при температурных измерениях в пламени АДНА при давлении 1, 3, 6 и 40 атм
2.4.3. Форма термопары
2.4.4. Оценка погрешности измерения максимального температурного градиента, измеряемого термопарой
2.4.5. Учет тепловых потерь термопары излучением
2.4.6. Каталитические эффекты на поверхности термопары
2.5. Методика эксперимента при исследовании структуры пламени АДНА при давлении 40 атм

1.3.1.2. Основные элементы системы Формирования газодинамического
молекулярного пучка.
Основными элементами системы формирования газодинамического
молекулярного пучка являются звуковой зонд, скиммер и коллиматор. Эти
устройства строго располагаются на одной оси, обеспечивая прямой пролет молекул от места отбора до анализатора. Такой способ доставки пробы в
анализатор не искажает её химический состав в точке отбора.
Зонд представляет собой коническое сопло, при протекании газового потока через которое из области высокого давления (Р0) в область с низким давлением (Рь) происходит его расширение. В том случае, когда отношение давлений Р0/Рь превышает критическую величину 0=((у-н 1 )/2)у/(т"1 ^ которая меньше 2,1 для всех газов, на срезе сопла скорость потока достигает значения локальной скорости звука (М=1) [31]. При дальнейшем расширении потока скорость газа увеличивается, и число Маха становится много больше 1. При этом происходит падение температуры и давления и соответственно замораживание химических реакций. В результате на некотором расстоянии от входного отверстия возникает ударная волна (диск Маха), за которой происходит восстановление температуры и давления почти до первоначальных значений и поэтому возможно изменение состава пробы. Положение диска Маха (Хм) от среза сопла диаметром с! рассчитывается по формуле:
Хм=0.67х(1 х(Р0/Рь)1/2.
Диаметр диска Маха с точностью ±25% составляет ~0,5ХМ.
В настоящее время в реальных системах с вакуумной откачкой величина Р0/Рь может достигать значения ~10б, которое не является пределом. В этом случае