Cтраница 1
Смесевые топлива имеют неупорядоченную неоднородную структуру и состоят из кристаллов окислителя, промежутки между которыми заполнены горючим. Важным аспектом горения является состояние и структура горящей поверхности. В настоящее время выполнен ряд работ по исследованию структуры поверхности горения смесевых топлив. [1]
Смесевые топлива представляют собой механическую смесь, состоящую в основном из тонкоизмельченного минерального окислителя, органического горючего-связки и металлических добавок: соотношением горючего и окислителя в топливе можно варьировать в широких пределах. [2]
Состав смесевого топлива оказывает влияние и на выброс с ОГ токсичных компонентов. [3]
Для большинства смесевых топлив рост давления приводит к увеличению линейной скорости горения. Однако скорость горения - фактор, который сам по себе способен оказывать определенное влияние на характер поведения и продолжительность нахождения металлической добавки на поверхности состава. Изменение скорости горений - это прежде всего изменение массовой скорости оттока газообразных продуктов разложения от поверхности горения, которые являются основной причиной выноса частиц с поверхности конденсированной фазы горящего-толлива. [4]
В состав смесевых топлив входят два основных вида неорганических окислителей, это соли азотной и хлорной кислот - нитраты и перхлораты. [5]
Схема горения смесевого топлива следующая. При нагреве поверхностных слоев смесевого топлива происходит термическое разложение неорганических окислителей и связующих веществ. [6]
Перевод дизеля на смесевое топливо особенно заметно сказывается на показателях токсичности ОГ. Подача сжиженного газа в камеру сгорания дизеля в жидкой фазе в смеси с дизельным топливом позволяет улучшить процесс смесеобразования за счет быстрого испарения сжиженного газа из факела в цилиндре, которое приводит к повышенной турбулизации факела топлива и дроблению частиц дизельного топлива. В результате даже без повышения давления впрыскивания образуется более гомогенная топливовоздушная смесь, при сгорании которой наблюдается более равномерное распределение температур и концентраций кислорода по объему КС и уменьшается образование токсичных компонентов, в первую очередь, оксидов азота NOX и сажи С. [7]
Фотографирование процесса горения смесевых топлив, выполненное авторами работы [74], отчетливо свидетельствует о неодномерности поверхности конденсированной фазы. Поверхность горения имеет ячеистую структуру с впадинами и выступами, что обусловлено гетерогенностью системы и неодновременным разложением компонентов топлива. При этом, по мнению некоторых авторов, в зависимости от условий может наблюдаться образование выступов из окислителя или горюче-связующего материала. В работе [93] отмечается, что при высоких давлениях и высоких скоростях горения, кристаллы перхлората образуют на поверхности впадины, а прослойки горюче-связующего вещества - выступы. При низких, давлениях и низких скоростях горения эта разница сглаживается или кристаллы окислителя начинают образовывать выступы. Для установления возможного взаимодействия газообразных продуктов разложения окислителя и горюче-связующего вещества в конденсированной фазе были сделаны попытки определить состояние горящей поверхности: остается ли она сухой или компоненты топлива находятся в расплавленном состоянии. [8]
В отличие от смесевых топлив приготовление двухосновных порохов на основе полиэтиленгидразина и гидридов бора осуществляется, по данным патента [151], смешением расплавов обоих компонентов при повышенных температурах и отливкой жидкой смеси в подходящую форму. Такие топлива начинают течь при температуре 65 - 75 С. Для повышения их механической прочности полиэтилен-гидразин может быть частично структурирован небольшой добавкой диизоцианата. [9]
Изменение скорости горения смесевых топлив может быть достигнуто за счет полной либо частичной замены перхлората аммония другими окислителями: увеличение скорости горения - заменой перхлората аммония перхлоратом калия или монометилперхлоратом аммония; снижение - нитратом аммония. [10]
В ряде случаев в смесевое топливо вовлекаются газойли каталитического крекинга и гидрокрекинга. [11]
При построении моделей горения смесевых топлив исследователи в общем виде предполагают следующие стадии процесса: пиролиз ( газификация) горюче-связующего вещества; разложение ( газификация) окислителя; взаимодействие газообразных продуктов распада окислителя и горюче-связующего вещества. Однако характер и очередность распада окислителя и горюче-связующего вещества трактуются по-разному. Авторы работ [79, 80] считают, что горение смесевых составов на основе перхлората аммония ( ПХА) контролируется процессом разложения и горения перхлората. [12]
Автором исследовалась детонационная стойкость смесевых топлив, которая является определяющей характеристикой при оценке возможности вх применения. [13]
Для повышения кислородного баланса смесевого топлива ( у перхлората аммония массовое содержание свободного кислорода составляет 34 %) в качестве связующего компонента используют нитразол, основу которого составляет нитроцеллюлоза. [14]
Для повышения скорости горения смесевых топлив используют катализаторы, содержащие окислы меди, хрома, железа, магния, железных, медных и магниевых солей хромовой и метахромистой кислот, металлоорганических соединений. Так, ферроцен увеличивает скорость горения топлива на основе перхлората аммония в 2 раза. Для снижения скорости горения в качестве ингибиторов горения применяют фтористые соединения ( 1лР, СаР2 ВаР2) и гетеромолибдаты. Так, добавка 2 % LiF к полиуретановому топливу снижает скорость горения в 2 раза. [15]