Оптимизация продуктов горения высокоэнергетических материалов Savel’eva

Оптимизация продуктов горения
высокоэнергетических материалов
A.V. Pesterev, V.E. Glazyrin, T.I.Gorbenko and L. A.
Savel’eva
Tomsk State University, Tomsk, Russia
Цель работы: подбор компонентного состава
металлизированных ВЭМ с целью снижения
токсичных соединений в продуктах сгорания
Таблица 1 – Компонентный состав экспериментально
исследованных композиций ВЭМ
Ме, %
Система,
№
ПХА,
%
СКДМ-80,
%
Al
B
1
63
37
0
0
6
59
26
15
0
21
60
25
13
2
22
61
24
10
5
23
62
23
7,5
7,5
24
64
21
5
10
2
Таблица 2 – Термодинамические характеристики и
продукты сгорания ВЭМ
Система,
№
Содержание Ме,
мас. %
Iуд, с
Tад, К
HCl,
к-фаза, моль/кг
моль/
кг
Al2O3 B2O3 BN
B
Al
1
0
0
229
1003
6,6
0
0
0
6
0
15
242
1360
3,2
2,1
0
0
21
2
13
242
1394
2,9
2,1
0,4
1,0
22
5
10
245
1439
2,8
1,4
0,9
2,8
23
7,5
7,5
247
1482
2,6
0,9
1,4
3,9
24
10
5
248
1529
2,7
0,5
2,1
4,0
3
Таблица 3 – Скорость горения ВЭМ при давлении 0,1 МПа
Система, №
ρ, г/см3
u, мм/с
KHCl
1
1,13±0,02
0,35±0,05
1,00
6
1,51±0,01
0,67±0,10
0,48
21
1,53±0,02
1,07±0,15
0,44
22
1,54±0,02
1,39±0,21
0,42
23
1,58±0,02
1,21±0,17
0,39
24
1,58±0,02
1,20±0,08
0,41
Эффективность снижения HCl в продуктах сгорания
K HCl =
C HCl , Ме
C HCl , без Ме
4
Таблица 4 – Эффективность введения металлического горючего
(расчетные данные)
Ме, %
Система,
№
Al
B
Ti
1
0
0
2
5
3
Ме, %
KHCl
Система,
№
Al
B
Ti
0
1,00
12
0
30
0
0,56
0
0
1,00
13
0
0
5
1,00
10
0
0
0,98
14
0
0
10 0,96
4
15
0
0
0,95
15
0
0
15 0,98
5
20
0
0
0,37
16
0
0
20 0,88
6
25
0
0
0,11
17
0
0
25 0,73
7
30
0
0
0,06
18
0
0
30 0,49
8
0
10
0
0,77
19
13
2
0
0,44
9
0
15
0
0,74
22
10
5
0
0,42
10
0
20
0
0,67
23
7,5 7,5
0
0,39
11
0
25
0
0,61
24
0
0,41
5
10
KHCl
5
Выводы
1. Расчетным путем установлены условия (температурные интервалы) при
которых идет связывание хлора в нетоксичные соединения.
2. Наибольший эффект достигается для ВЭМ содержащего в качестве
металлического горючего механическую смесь алюминия и бора 2/1
соответственно, при общем содержании 15 масс. % от веса ВЭМ.
3. Повышение содержания металлического горючего до 30 мас. % от веса
ВЭМ, приводит к дальнейшему снижению токсичных соединений хлора,
но данные системы не технологичны.
6