عنوان :

مقاله سوخت های دو پایه

تعداد صفحات : ۲۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده:

سوختهای دوپایه مواد همگنی هستند که از اختلاط نیتروسلولز و نیتروگلیسیرین (باجایگیری مولکول های نیتروگلیسرین روی زنجیره های مولکولی نیتروسلولز ) و اندکی افزودنی های دیگر بدست می آیند و یک مخلوط همگن را شکل می دهند. هر دو جزء اصلی سوختهای دوپایه قابل انفجار می باشند. شرایط حاکم بر احتراق در ارتباط مستقیم با پارامترهایی مانند سرعت سوزش، انرژی سوخت و دمای نواحی احتراق می باشد. در این مقاله مدلی برای احتراق سوختهای دوپایه بررسی می گردد تا ارتباط سرعت سوزش با فشار محفظه، دمای ناحیه FIZZ ZONE و مقدار انرژی سوخت مشخص گردد.

با توجه به معادلات مطرح شده در تحلیل احتراق سوختهای دوپایه می توان با استفاده از خصوصیات سوخت جامد و بدست آوردن پروفیل دما در سطح سوزش، ضخامت امواج حرارتی را در نواحی سوخت جامد و گازهای ناشی از احتراق محاسبه کرد.

 واژه های کلیدی: سوختهای دوپایه ، احتراق، سرعت سوزش، انرژی سوخت و دمای نواحی

فهرست مطالب

چکیده:    ۱
مقدمه    ۲
تحلیل تئوری احتراق سوختهای جامد    ۴
معادلات حاکم بر احتراق سوخت های جامد    ۶
نتایج تجربی    ۱۷
بحث و نتیجه گیری    ۱۹
مراجع :    ۲۰

مراجع :

[۱] Davenas, A., Solid Rocket Propulsion Thchnology ,1993

[۲] Saunders, H., Polyurethanes Chemistry and Technology,1964

[۳] David, D. J., Analytical Chemistry of the Polyurethanes,1969

[۴] Kenneth, K. Kuo., Combustion of Boron-Based Solid Propellants and Solid Fuels,1993

[۵] Yount, R. A., Impulse Efficiency for Minimum Smoke Propellant Motors,Technical Group

Supervisor, Propellant Development, Member AIAA,1981

[۶] Menke, k., Characteristic Properties of an end Burning Grain with Smoke Reduced Ferrocene

Containing Composite Propellant., Propellants, Explosives, Pyrotechnics  ۲۴, p 126-133,1999

[۷] Stacer, R.G.,Fraunhofer-Institut fuer Chemische Technologie, , p. 57-1 to 57-10., 1988

[۸] Timnot, y.m, “Advanced chemical rocket propulsion” Academic press Inc,1987

[۹] Borghi, R., Combustion and Flames,1998

[۱۰] Kubozuka, S., Flame Structure of BAMO/HMX Propellants., Kogyo Kayaku, vol. 54, No. 4,1993

۱- مقدمه

احتراق واکنش بین دو جزء سوخت و اکسید کننده است که با آزاد سازی انرژی همراه می باشد. در فرآیند احتراق، ناحیه ای از سوخت که در آن واکنش های شیمیایی رخ می دهد و با مصرف شدن مولکول های سوخت ( Reactant) مولکول های محصولات ناشی از احتراق  ( Product ) تولید می شوند، ناحیه شعله (جبهه شعله یا موج احتراقی Flame  front) نام دارد. در این ناحیه واکنش های سریع شیمیایی موجب آزاد شدن نور و حرارت می گردد.

فرآیند احتراق بر اساس نحوه شکل گیری شعله آن، شامل دو نوع کلی زیر است :

   شعله Premixed: در این شعله، مواد سوخت و اکسید کننده قبل از رسیدن به جبهه احتراق بطور کامل با یکدیگر مخلوط (حالت پیش مخلوط )می شوند.

 شعله Diffusion: دراین شعله اجزاء در حین عبور از ناحیه شعله در یکدیگر منتشر و مخلوط می شوند.

سوختهای دوپایه از اجزاء نیتروسلولز و نیتروگلیسیرین تشکیل شده اند که به دلیل هموژن بودن آنها شعله Premixed را ایجاد می کنند. کاربرد این سوختها از دهه ۱۹۴۰ میلادی توسعه یافته و تاکنون ادامه دارد.

از احتراق سوختهای دوپایه چند ناحیه احتراقی تشکیل می گردد که در شکل (۱) نواحی مختلف حاصل از سوزش سوخت های دوپایه نشان داده شده است. در احتراق این نوع از سوختها پنج ناحیه جداگانه تشکیل می شود. که دوناحیه در فاز جامد وسه ناحیه آن در فاز گاز قرار دارد. نواحی فاز جامد عبارتند از ناحیه پیش گرم (Preheated  Zone) و ناحیه خمیری

 (Foam Zone).  ناحیه پیش گرم در واقع همان ناحیه ای از فاز جامد ( سوخت) است که درمعرض غیر مستقیم حرارت ناشی از جبهه احتراق (‌شعله) قراردارد،  ولی هنوز جبهه شعله به آن نرسیده است، بنابراین این سطح هنوز هیچگونه فعل و انفعالی ندارد. ناحیه خمیری مرز بین فاز گاز وجامد است. جبهه شعله با پیشروی در این ناحیه سطح جامد را خمیری می کند، از مشخصات این ناحیه تجزیه سوخت وافزایش ناگهانی درجه حرارت آن است. تجزیه سوخت در این ناحیه با هم گسیختگی  انرژی زای باند
CO-NO2 شروع می شود و همزمان با این اتفاق تجزیه دیگر اجزاء نیز شروع شده و ترکیباتی از NO2 و NO از سطح درحال سوزش پدید می آید فرآیند تجزیه فوق غالباً – درناحیه احتراق – یک  فرآیند گرماز است.نواحی فاز گازی عبارتند از سه منطقه :  ناحیه  فیــز( Fizz zone )، ناحیه سیاه (Dark zone) و ناحیه لومینوس (Luminous zone). مهمترین ناحیه FIZZ ZONE می باشد که تغییر در آن معمولاً بیشترین تأثیر را بر خواص بالستیکی سوخت و انرژی آن دارد در این مقاله مدلی برای احتراق سوختهای دوپایه پیشنهاد و ارتباط سرعت سوزش با فشار محفظه، دمای
FIZZ ZONE و مقدار انرژی سوخت مشخص می گردد و انطباق آن با نتایج تجربی بررسی می شود.

۲- تحلیل تئوری احتراق سوختهای جامد

تحقیقات انجام شده روی احتراق سوختهای جامد باعث درک اتفاقاتی شده است که درفاز گاز و فازجامد روی سطح سوزش سوخت جامد انجام می گیرد.بر این اساس دو دیدگاه کلی در مورد سوختهای مرکب وجود دارد:

در دیدگاه  اول از اثر فاز جامد روی احتراق سوخت جامد صرفنظر می گردد.

در دیدگاه دوم اثر فاز جامد به صورت جدی وارد مدلهای ریاضی شده است.

در دیدگاه اول فقط فاز گاز مد نظراست و صرفا” معادلات انرژی و بقای جرم حل می گردد ولی در دیدگاه دوم هم فاز جامد وهم فاز گاز مدل شده است و معادلات بقاء برای احتراق فاز جامد و گاز ابتدا خطی شده وسپس با اعمال شرایط مرزی مناسب حل می گردد. لازم به ذکر است که در تمام این معادلات برای  «نرخ پسروی سطح سوزش » از« قانون آرهنیوس»  استفاده می گردد، مدلهای فاز گازی می توانند روند سوزش  و پارامترهای وابسته به آن را پیش بینی کنند ولی  نمی توانند اثرات پارامترهائی چون «اثر ذرات ریز فلزی و توزیع آنها »را توجیه کنند، همچنین مدلهای فاز گازی نمی توانند اثرات پارامترهای زیر را پیش بینی کنند:

الف) اثر تغییر بایندر روی نرخ پسروی سطح درحال سوزش ( Changing the binder )

ب) دمای سطح در حال سوزش ( The surface temperature )

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .