3.5.5. ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ

Теперь, используя константы и физико-химические свойства ТРТ, приведенные в табл. 6, рассчитаем значения некоторых характеристических параметров зоны горения. Предположим,

Таблица 6. (см. скан) Физико-химические свойства типичного ТРТ [64]

что при горении ТРТ устанавливается температурный профиль, показанный на рис. 36. Если не включать в рассмотрение теплоту фазового превращения в объеме твердой фазы, то тепловой поток на твердую поверхность определяется соотношениями

со стороны твердой фазы,

со стороны газа,

где следует рассматривать как «тепловой эффект» эндотермической реакции газификации на поверхности топлива.

Рис. 36. Принятый профиль температуры [64].

пользуя определение толщин тепловых слоев в твердой фазе и в газе приведенные на рис. 36, получим

Подставляя величины из табл. 6, получим для толщины прогрева твердой фазы в тепловой волне значение при Используя измеренное Саммерфилдом значение и полагая получим что хорошо согласуется с расчетом. Для газовой фазы рассмотрим три случая: когда существует теплоотвод интенсивностью , теплоподвод интенсивностью и когда поверхностная реакция отсутствует. Результаты расчетов приведены в табл. 7 и показаны графически на рис. 37. По ним можно сделать следующее заключение: расстояние от поверхности до фронта пламени в газовой фазе и толщина прогретого слоя в твердой фазе при рассматриваемых давлениях (около 5 МПа) имеют порядок

Теперь проверим справедливость допущения (7) относительно гомогенности топлива. Типичные значения диаметра частиц окислителя в СТТ составляют от 5 до нескольких сотен Характерная длина в температурном профиле твердой фазы равна Следовательно, предположение

Таблица 7. (см. скан) Зависимость характерных размеров зоны горения от давления, температуры поверхности и тепловыделения на поверхности [64]

Рис. 37. (см. скан) Характерные параметры зоны горения [64].

могенности твердой фазы оправданно лишь при Поскольку размеры частиц окислителя, как правило, одного порядка с указанной характерной длиной (или даже больше ее), то приходится сделать вывод, что модель, основанная на допущении (7), позволяет прогнозировать лишь тенденции изменения скорости горения. Для учета гетерогенной структуры топлива в модель следует добавить по крайней мере процедуру статистического осреднения. В общем случае величины будут существенно меняться в зависимости от давления, температуры поверхности и энерговыделения на поверхности.