ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массовый показатель поглощения пороховых газов и влияние излучения на скорость горения ракетного пороха из "Количественная молекулярная спектроскопия и излучательная способность газов" Пороховой ракетный двигатель работает от заряда воспламеняющегося материала. Мощность двигателя зависит от скорости генерации продуктов сгорания ракетного пороха, температуры продуктов горения, размеров камеры ракетного двигателя и т. д. Одним из факторов, определяющих скорость генерации газа, а следовательно, и характеристику ракетного двигателя, является температура пороха перед сгоранием. Температура же пороха зависит от поглощения энергии излучения нагретых газов, окружающих ракетное топливо [1, 2]. [c.457] Мы рассчитаем повышение темнературы, обусловленное поглощением лучистой энергии, а затем определим, насколько изменилась скорость горения И результате такого повышения температуры. Для расчета повышения температуры и оценки его влияния на работу двигателя применим метод, разработанный в [1]. [c.458] Рассмотрим пороховую шашку цилиндрической формы, помещенную II камеру из инертного материала таким образом, что она может гореть только с одного конца и лишь в одном нанравлении ( горящая с конца ), а именно, в направлении, параллельном оси цилиндра. Применение теории, развитой в последующих разделах, к экспериментально определенным данным позволяет производить прямой расчет массового коэффициента поглощения таким образом, что теоретические расчеты согласуются с экспериментальными наблюдениями. [c.458] В цилиндрической камере ракеты длиной 1+1 находится пороховая (вашка длиной I (фиг. 18.1). Пороховую шашку можно разделить на небольшие части, необязательно одинаковой длины А/,, A/g,. .., al . Среднюю скорость горения части A/j обозначим через г,, среднюю плотность газа —через и т. д. Таким образом, часть шашки длиной А1 горит 0 средней скоростью г, при средней плотности газа Qj. [c.458] В нервом приближении рассматривается энергия излучения, падающая в направлении, перпендикулярном поверхности горящего пороха ). [c.459] Уменьшение интенсивности излучения на единицу длины шашки сильно зависит от распредс,иения падающего света по длинам волн, так как показатель поглощения пороха меняется от одной длины волны к другой. [c.459] Для выполнения вычислений температурное новышение следует рассчитывать для отдельных интервалов длин волн Ак = АХ, , которым моияю приписать среднее значение показателя поглощения пороха Kx=-K . Тогда, чтобы получить суммарное повышение температуры, необходимо просуммировать по всем т. [c.460] Разработана экспериментальная методика, ггозволяющая определить давление в камере ракеты как функцию времени [9, 10]. Кривую зависимости давления от времени типа, показанной на фиг. 18.2 называют возрастающей. Одним из факторов, определяющих степень роста , является глубина излучающего горячего слоя газа, который непрерывно увеличивается в камере сгорания типа показанной на фиг. 18.1. [c.461] Для корреляции эффекта излучения с ростом кривой давление — время необходимо получить соотношение между мгновенной температурой пороха и мгновенной скоростью горения. [c.461] Кривая роста время. [c.461] Кривая давление — время может быть построена с помощью (18.16), если для определенного момента t=t(, известно одно значение р=ра-Поскольку формула (18.16) основана на предположении существования ква-зистационарпого условия, то экспериментальная величина давления после. мгновенного исходного скачка давления выбирается в качестве начальной точки для расчетов. Остальную часть кривой давление — время можно. атом продолжить, используя (18.16). Вычисление Т требует выбора определенного значения массового показателя поглощения пороховых газов. [c.462] Расчеты эффективных массовых показателей поглощения пз кривых зависимости давления от времени, получаемых экспериментально, проводятся в предположении, что наблюдаемое возрастание давлепия со временем вызывается излучением. Возрастание кривой давление — время может быть вызвано не только увеличением лучистой энергии, падающей на поверхность пороха. Например, испарение инертного материала, обеспечивающее горение пороховой шашки в нанравлении, нормальном к оси цилиндра, может привести к непрерывному возрастанию давления во время горения. Тем не менее расчет, основанный па предположении, что главным и единственным фактором является излучение, представляет интерес, так как результат этого расчета дает верхний предел для массовой излучательпой способности. [c.463] Некоторые данные, необходимые для расчета, приведены на графиках Безразмерный член гАТ1сд /П1 наносится в зависимости от исходного расстояния до поверхности пороха для различных областей длин волп, для которых даны средние показатели поглощения двухкомиоиеитного пороха (см. фиг. 18.4-18.6) ). [c.463] Из фиг. 18.8 видио, что между экспериментальными и теоретическими значениями существует довольно хорошее согласие для Лд = 0,05 сл и температуры пламени 2400° К. При этой температуре и давлении 13,3 кг см р имеет значение 0,00204 г/см -, следовательно, к = 24,5 см 1г. Это значение массовой излучательной способности находится в хорошем согласии с экснериментальными данными исследуемых порохов [7]. [c.463] Из фиг. 18.8 видио, что теоретические кривые давление — время растут более круто, чем экспериментальная кривая. Это связано, по-видимому, с тем, что излучающий слой нагретых газов при горении из-за тепловых потерь на стенках двигателя ие растет равномерно по толщине. [c.465] Вернуться к основной статье