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

Обозначим через х - масс.% алюминия в составе, тогда

(100-х) – масс.% связки.

Таким образом эквивалентная формула топлива будет имеет вид:

Al37.037*хC24.353*(100-x)H45.434*(100-x)O29.031*(100-х)N14.078*(100-х)

Добавки вводились в систему в количестве 1 масс.%.

Также исследовались системы с добавками SnCl2, SiO2, сажа. Данные приведены в таблице 5.

компоненты	состав, масс. %
исходный	№1	№2	№3
МПВТ-ЛД-70	54,6	54,1	54,1	54,1
AL	45,4	44,9	44,9	44,9
SnCl2	–	1	–	–
SiO2	–	–	1	–
сажа	–	–	–	1

В результате расчетов на программе Астра-4 были получены следующие данные, приведенные в таблице 6.

Таблица 6. Состав и термодинамические характеристики продуктов сгорания

составы	характеристики термодинамического расчета
	Тад, К	Iуд, с	состав продуктов сгорания
			k*Al2O3	k*AlN	k*Al4C3	CO
исходный	2616	217,7	2,26	3,5	1,27	7,39
№1(SnCl2)	2615	217	2,27	3,43	1,26	7,32
№2(SiO2)	2616	216,7	2,36	3,46	1,2	7,33
№3(сажа)	2355	162,4	1,47	3,18	1,09	8,53

Полные результаты термодинамического расчета представлены в Приложении 1.

3.2.Определение энергии активации и предэкспонента

Математическая задача сводится к решению уравнения теплопроводности, которое в безразмерном виде записывается:

Начальные условия: τ =0, θ=, ().

Граничные условия: 1. ξ=0, θ=0, τ 0.

2. ξ→∞, , τ 0.

Численное решение задачи приводит к соотношению:

где время задержки зажигания,

начальная температура топлива,

температура нагретого тела,

предэкспонент,

Е–энергия активации,

R– универсальная газовая постоянная.

Из формулы видно, если экспериментальные данные по зажиганию нанести в координатах

= и ,

то экспериментальные точки должны ложиться в прямую, наклон которой определяет эффективную энергию активации, а при известных теплофизических константах (по пересечению с осью ординат) можно определить произведение .

Расчет теплоемкости исследуемой системы.

Система состояла из активного горючего горючего-связующего и алюминия. В свою очередь связка является сложным веществом. Основными компонентами, входящими в ее состав являются бутилкаучук(80%) и нитроглицерин(20%). Доли остальных компонентов малы. Поэтому мы ими пренебрегаем. Следовательно, получаем:

,

где –теплоемкость бутилкаучука;

– теплоемкость нитроглицерина. Тогда получаем:

=1,564 .

Исследуемые в данной работе составы состояли из 54,6% связки и 45,4% алюминия. Тогда окончательно получаем теплоемкость исследуемых составов:

0,546*1,564+0,454*0,891=1,2591,26

Экспериментальные данные и графики.

Эксперимент№1. Исходный состав.

Состав МПВТ–ЛД-70,

АСД-6,

Отвердитель.

Результаты приведены в таблице 7.