Читать онлайн «Горение гетерогенных конденсированных систем»

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ Н. Н. БАХМАН, А. Ф. БЕЛЯЕВ горение гетерогенных конденсированных систем ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» Мае к в а 19 67 541. 126 2-5-4 542-36 ВВЕДЕНИЕ Гетерогенные конденсированные системы представляют собой механические смеси твердых или жидко-вязких горючих и окислителей. Среди систем такого типа наибольший интерес в настоящее время представляют смесевые твердые топлива (для ракетных, воздушно-реактивных и других двигателей) и пиротехнические смеси (подробнее см. [159, 222, 223 и др. ]). Оба эти класса конденсированных смесей не являются новыми. Действительно, история применения черного пороха в качестве ракетного топлива, а также применения различных пиротехнических смесей насчитывает многие и многие столетия. Однако к концу XIX в. черный порох утратил свое значение в качестве ракетного топлива — сначала в связи с временным падением интереса к ракетной технике, а затем, после начала быстрого развития ракетной техники в 20-х годах нашего столетия,— в связи с появлением жидкостных ракетных двигателей и двигателей на твердом топливе баллиститного типа. Что касается пиротехнических смесей, то интерес к ним неизменно сохранялся, но в связи со сравнительно ограниченным объемом их производства исследование закономерностей горения пиротехнических смесей проводилось в небольших масштабах. Кроме того, оно сильно затруднялось очень большим разнообразием свойств компонентов различных пиротехнических смесей. Естественно поэтому, что теория горения (начавшая развиваться с 90-х годов прошлого столетия) разрабатывалась прежде всего применительно к горению газов, которое имеет большое практическое значение и является значительно более простым по своим закономерностям. Следует также учесть, что при исследовании горения газов могут быть использованы многие результаты, полученные при изучении кинетики газовых реакций в области более низких температур. Позднее было установлено, что тепловая теория горения газов может быть успешно применена для описания горения летучих гомогенных конденсированных систем. Для нелетучих гомогенных систем положения тепловой теории горения использовались главным образом применительно к реакции в конденсированной фазе. Эти положения дополнялись рядом качествен- ных представлений (прежде всего о наличии диспергирования на поверхности горящего заряда). Интерес к гетерогенным конденсированным системам и объем соответствующих исследований значительно увеличился в 50-е годы в связи с быстрым развитием смесевых твердых ракетных топлив различных типов. В настоящее время в литературе имеется по крайней мере несколько десятков работ, касающихся горения гетерогенных систем. Используя результаты этих работ и опираясь на выводы тепловой теории горения, можно построить качественные представления о горении гетерогенных конденсированных систем и элементы количественной теории. ГЛАВА I ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СКОРОСТЬ ГОРЕНИЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПЛАМЕН В общем случае скорость горения зависит от скорости смешения исходных компонентов в зоне прогрева и зоне реакции (для гетерогенных систем), от скорости химических реакций между компонентами, от скорости передачи тепла и активных частиц из зоны реакции к исходной системе.