'

Нестационарное горение заряда в РД. Обратная задача внутренней баллистики.

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Нестационарное горение заряда в РД. Обратная задача внутренней баллистики. В.Н. Маршаков, А.Г. Истратов, В.М. Пучков Г. Москва, ИХФ РАН, E-mail: marsh_35@mail.ru 2012 г.


Слайд 1

Схема МРД 1 – передняя крышка, 2 – основное сопло, 3 – корпус камеры, 4 – переднее фиксирующее кольцо с зубцами, 5 – пороховая трубка, 6 – датчик давления, 7 – заднее фиксирующее кольцо с зубцами, 8 –воспламенитель МБ-2, 9 – навеска ДРП, 10 – дополнительное сопло, 11 – задняя крышка, 12 – корпус вышибного устройства, 13 – пробка, 14 – кольцевая проточка с ДРП и МБ-2, 15 – мембрана, 16 – крышка вышибного устройства


Слайд 2

Стационарные режимы горения заряда V dt ? = (V? / RTb ) dt p = ?uS – Ap?, ( ? = p? / RTb ) u = 0.062p 0.57 exp[(8.3- 0.27p 0.57)•10– 3•T0], [u] = см/с, [T] = град.C скорость горения в ППД не равна скорости горения в РД ? = 1,6 г/см3, ТВ = 2260К, ? = 23,65 г/моль, F = RТВ /? = 7,94•109 см2/с2 температура продуктов сгорания в РД из-за теплопотерь меньше ТВ 2. Заряд : 4,0/0,8 - 14,8 см, диаметр шашки и канала, длина, S0 = 247,3 см2. Камера: внутренний диаметр – 4,4 см, длина – 17см, V0с= 80 см3 Коэффициент истечения: А = B(?)/ f 0.5, при ? = 1,23 B(?) ? 0,65, А = 7,3•10–6 см/с. 3. Учет явления раздувания – увеличения скорости горения при наличии потока продуктов вдоль поверхности горения заряда, учитывается коэффициентом эрозии: ? = u? /u, является функцией критерия Победоносцева ? = S/F, где S – поверхность горения, F – проходное сечение камеры, численно примерно равное максимальной скорости обдувающего потока в м/с. ? меет место при ? больше примерно 60.


Слайд 3

Стационарные режимы горения заряда рт = 20,74 ? –2.15 (метод наим. квадратов) (1) закон Бори : pт = [(? u0 S0)/ А ?]2.34 = 19,7 ? – 2.34 (2) рт = 18,2 ? – 2.34 (3) АI = 7.68 г/см2 •с•атм, АI /А = ~ 1,04 р2 = 11,7? – 2.34, АI (4)


Слайд 4

ЭРОЗИОННОЕ ГОРЕНИЕ* В рамках представлений Я.Б. Зельдовича1 и исследований В.Н. Вилюнова2 увеличение скорости горения пороха при наличии обдувающего потока продуктов сгорания связывается с турбулизацией прилегающего к границе раздела фаз пограничного слоя. Решение задачи дает коэффициент раздувания (эрозионное соотношение) равным: ? = u? / u =[ K(I) +LI2 ]0.5 = [1 + (?g/m)2]0.5, где I =v?g / m – параметр Вилюнова, ? - коэффициент сопротивления канала, а g и m – массовые скорости обдувающего потока и скорость горения топлива без раздувания. Для цилиндрического канала получено: ? = ch(??), где ? = S / F – критерий Победоносцева и где S – поверхность горения заряда, а F – проходное сечение камеры. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- * Маршаков В.Н., Новожилов Б.В. Эрозионное горение порохов //Науч.-техн. сборник Боепрпасы. ГНЦ ФГУП «ЦНИИХМ». 2010, №1, С.34-39. 1. Зельдович Я. Б. К теории горения пороха в потоке газа //Физика горения и взрыва. 1971. Т. 7, № 4. С.463-476. 2. Вилюнов В.Н. К теории эрозионного горения порохов// Докл. АН СССР, 1961. Т. 136, № 2. С.381-383.


Слайд 5

Показано, что полученная формула хорошо описывает известные экспери-ментальные результаты при значениях ? ? 0.005 ? 0.0065 при теорети-ческом его значении ? ? 0.007. Оценка ?(?) для нашего случая при ? = 0.006 и максимально возможном ? = 78 дает ? = ch(0.47) = 1.11. Отличие u? от u меньше чем на 10% находится в пределах разброса экспериментально измеренных скоростей. PS О.И. Лейпунский* использовал выражение для коэффициента эрозии : ? = 1 + a?2 И.Г. Ассовский** предложил пользоваться выражением в виде полинома: m = m0 + ag + bg2, где m – массовая скорость горения без обдува, a и b – пост. коэффициенты -------------------------------------------------------------------------- *Лейпунский О.И. // Дис… д-ра физ. – мат. наук. М.: ИХФ АН СССР, 1945. ** Ассовский И.Г.// Физика горения и внутренняя баллистика. М.: Наука. 2005. 358 с. При расчете давления в камере явление раздувания не учитывалось.


Слайд 6

Спады давления в МРД. Опыты с основным соплом ?i = 0.47 см2 и дополнительными соплами 0.166 ? ?ad ? 2.01 см2 (0.632? ?f ? 2.476 см2). Кривые с точками – эксперимент, сплошные кривые – расчет по ФТНГ [1].


Слайд 7

Расчетная скорость горения при спадах давления


Слайд 8

Обратная задача внутренней баллистики (ОЗВБ) T = const ?ch dt(p/pi) = u/ui - ?(p/pi) pV = m(RTb/?) ? = V/A f si u/ui = ?(p/pi) + ?ch dt(p/pi) при t = 0 (?ch /pi) dtp0 = 1- ? и ?exi = (1- ?) pi /dtp0 u/ui = ?(p/pi) + (1- ?) dtp/dtp0 T = var Уравнениеие сохранения массы ?ch dt(?/?i) = (u/ui) – ?(p/pi)1/2(?/?i)1/2, ? = sf /si, ch ?= V/A f si; (1) u/ui = ?(p/pi)1/2(?/?i)1/2 + ?ch dt(?/?i) Уравнение сохранения энергии ?ch dt(p/pi) = ?[(u/ui) - ? (p/pi)3/2(?/?i) - 1/2] (2) при t = 0 (?ch /pi) dtp0 = ?(1- ?) и ?ch = ?exi = ?(1- ?) pi /dtp0, u/ui = ? (p/pi)3/2(?/?i) - ? + (1- ?) dtp/dtp0 *Райзберг Б.А., Ерохин Б.Т., Самсонов К.П. Основы теории рабочих процессов в ракетных системах на твердом топливе.// М.: Машиностроение. 1972. **Соркин Р.Е. Теория внутрикамерных процессов в ракетных системах на твердом топливе. Внутренняя баллистика.// М.: Наука. 1983.


Слайд 9

Архипов В.А., Бондарчук С.С., Коротких А.Г. Сравнительный анализ методов измерения нестационарной скорости горения. // Физика горения и взрыва. 2010. Т. 46. № 5. С. 82-87 и С. 88-96. Рис.1. Результаты измерения нестационарной скорости горения твердого топлива ОЗВБ – методом. а – р0 =107 атм, dt p¦max = 25 атм/мс; б– р0 =29 атм, dt p¦max = 29,5 атм/мс; в – р0 =60,7 атм, dt p¦max = 43 атм/мс, (гашение –­ повторное воспламенение); г – р0 =78,7 атм, dt p¦max = 76,5 атм/мс, (гашение);


Слайд 10

Рис.1. Результаты измерения нестационарной скорости горения твердого топлива методом скоростной киносъемки. а – р0 =63 атм, dt p¦max = 40 атм/мс; б– р0 =27 атм, dt p¦max = 21,6 атм/мс, (гашение –­ повторное воспламенение); в – р0 =67 атм, dt p¦max = 40,7 атм/мс, (гашение –­ повторное воспламенение); г – р0 =75атм, dt p¦max = 79,8 атм/мс, (гашение);


Слайд 11

Расчет скорости горения при Т = const, теоретическом и экспериментальном характерном времени камеры и различном виде кривой спада давления


Слайд 12


Слайд 13

Расчет скорости горения при Т = const и Т = var, теоретическом и экспериментальном характерном времени камеры и кривой спада давления представленной в табличном варианте


Слайд 14

Расчет скорости горения при Т = const и Т = var, теоретическом и экспериментальном характерном времени камеры и кривой спада давления представленной в табличном варианте


Слайд 15

Отношение нестационарной к квазистационарной скорости горения при Т = const, теоретическом и экспериментальном характерном времени камеры


Слайд 16

Отношение нестационарной к квазистационарной скорости горения при Т = const, теоретическом и экспериментальном характерном времени камеры


Слайд 17

Отношение нестационарной к квазистационарной скорости горения при Т = var, теоретическом и экспериментальном характерном времени камеры


Слайд 18

Отношение нестационарной к квазистационарной скорости горения при Т = var, теоретическом и экспериментальном характерном времени камеры


Слайд 19

Расчет соотношения газоприхода с газорасходом


Слайд 20

a b c d e Вид поверхностей горения: a –видеофильм, порох НБ, d = 12 мм, p = 1 атм., фронтальная съемка и «на просвет» ; b – видеофильм, коллоксилин, d = 10 мм, T = 700 С, p = 1 атм.; c – фотография, октоген, d =10 мм, p = 1 атм.; d –фотография, ПХА, d = 10 мм, p = 35 атм.; e – фотография, пироксилин, d =10 мм, p = 5 атм. p – давление, d – диаметр образца, везде атмосфера – азот


Слайд 21

Профиль поперечной волны, распространяющийся по боковой поверхности образца пороха НБ диаметром 12 мм.


Слайд 22

Горение образца коллоксилина, 1 атм, 90 гр.С


Слайд 23

Литература Маршаков В.Н., Новожилов Б.В. Переходные режимы горения баллиститного пороха в полузамкнутом объеме. // Химическая физика, 2011, т. 30, № 1, стр.25-37. Новожилов Б.В., Маршаков В.Н. Обратная задача теории нестационарного горения // Химическая физика , 2011, т.30, № 12, с. 26-31. Маршаков В.Н., Новожилов Б.В. Эрозионное горение порохов //Науч.-техн. сборник. Боеприпасы / ГНЦ РФ «ЦНИИХМ». 2010, №1, стр.34-36 Маршаков В.Н., Пучков В.М., Финяков С.В. Температурный коэффициент скорости горения нитроглицериновых порохов // Химическая физика, 2010, т. 29, № 11, стр.78-81. Маршаков В.Н., Мелик-Гайказов Г.В., Пучков В.М. Стационарные режимы горения заряда в модельном РДТТ // Сб. Горение и Взрыв, Выпуск 3 (под общей ред. С.М.Фролова), М.: Торус Пресс, 2010, стр. 177-183. Маршаков В.Н., Истратов А.Г. Потухание порохового заряда при переходном режиме в модельном ракетном двигателе // Сб. Горение и Взрыв, Выпуск 4,часть 3. (под общей ред. С.М.Фролова), М.: Торус Пресс, 2011. С. 249-254. Маршаков В.Н., Истратов А.Г. Пучков В.М. Потухание порохового заряда при переходном режиме в модельном ракетном двигателе. Часть II. // Сб. Горение и Взрыв, Выпуск 5,часть 2. (под общей ред. С.М.Фролова), М.: Торус Пресс, 2012. С. 238-242.


×

HTML:





Ссылка: