Combustion of the solid propellant with addition of aluminum powder under an acceleration load | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2017. № 45. DOI: 10.17223/19988621/45/9

Combustion of the solid propellant with addition of aluminum powder under an acceleration load

The paper presents a physical-mathematical model for the metallized solid propellant combustion under an acceleration load directed normally to the burning surface. The model takes into account the thermal effect of decomposition of the condensed phase, convection, diffusion, the exothermic chemical reaction in a gas phase, heating and combustion of Al particles in the gas flow, the flow of combustion products, the velocity lag of the particles in relation to the gas, and the acceleration field effect on the motion of Al particles. The effect of the size and mass fraction of Al particles emitted from the burning surface on the combustion rate is also taken into consideration. The impact of the size of Al particles emitted from the burning surface, on the linear burning rate has been investigated under an acceleration load. The research results showed that the combustion rate increased with increasing acceleration load. It was also revealed that the larger the size of aluminum particles emitted from the burning surface, the higher the response of the combustion rate to the acceleration load. The results showed that increasing mass fraction of aluminum in the propellant composition led to an increase in the response of the relative combustion rate. It was also found that the relative combustion rate sensitivity increased with an increase in pressure above the burning surface. The results obtained are in a qualitative agreement with those described in the scientific literature.

Download file
Counter downloads: 273

Keywords

твердое топливо, скорость горения, перегрузки, частицы алюминия, газовая фаза, solid propellant, combustion rate, acceleration loading, aluminum particles, gas phase

Authors

NameOrganizationE-mail
Poryazov Vasiliy AndreevichTomsk State Universityporyazov@mail.ru
Krainov Aleksey YurevichTomsk State Universityakrainov@ftf.tsu.ru
Всего: 2

References

Максимов Э.И., Максимов Ю.М., Мержанов А.Г. Исследование горения конденсированных веществ в поле массовых сил // Физика горения и взрыва. 1967. Т. 3. № 3. С. 323-327.
Орджоникидзе С.К., Марголин Д.А., Похил П.Ф., Уралов А.С. Горение алюминизированных конденсированных систем при перегрузках // Физика горения и взрыва. 1971. Т. 7. № 4. С. 536-544.
Максимов Ю.М., Максимов Э.И., Вилюнов В.Н. Влияние перегрузок на горение модельных смесевых металлизированных составов // Физика горения и взрыва. 1974. Т. 10. № 2. С. 169-177.
Марголин А.Д., Крупкин В.Г. Влияние конденсированных добавок на скорость горения пороха в поле ускорений // Физика горения и взрыва. 1975. Т. 11. № 5. С. 702-709.
Марголин А.Д., Крушин В.Г., Хубаев В.Г. и др. Закономерности горения баллиститных составов при перегрузках // Физика горения и взрыва. 1978. Т. 14. № 6. С. 29-36.
Марголин А.Д., Крупкин В.Г. Влияние перегрузок на скорость горения составов, содержащих до 80% алюминия // Физика горения и взрыва. 1978. Т. 14. № 3. С. 42-49.
Архипов В.А., Барсуков В.Д., Березиков А.П., Третьяков Н.С. Особенности горения конденсированных систем с катализаторами в условиях перегрузки // Хим. физика и мезоскопия. 2006. Т. 8. № 1. С. 43-51.
Беляев А.Ф., Фролов Ю.В., Коротков А.И. О горении и воспламенении частиц мелкодисперсного алюминия // Физика горения и взрыва. 1968. Т.4. № 3. С. 323-329.
Poryazov V.A., Krainov A.Yu., Krainov D.A. Simulating the combustion of n powder with added finely divided aluminum // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2015. V. 88. No. 1. P. 94-103. DOI: 10.1007/s10891-015-1171-0.
Порязов В.А., Крайнов А.Ю. Математическое моделирование горения замороженной суспензии нанодисперсного алюминия // Физика горения и взрыва. 2016. Т. 52. № 2. С. 60-66.
Зельдович Я.Б. К теории горения порохов и взрывчатых веществ // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1942. Т. 12. С. 498-524. (В книге: Зельдович Я.Б. Избранные труды. Химическая физика и гидродинамика. М.: Наука. 1984. 374 с.).
Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 1. М.: Энергоатомиздат, 1987.
Беляев А.Ф. Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем. М.: Наука, 1968.
 Combustion of the solid propellant with addition of aluminum powder under an acceleration load | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2017. № 45. DOI: 10.17223/19988621/45/9

Combustion of the solid propellant with addition of aluminum powder under an acceleration load | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2017. № 45. DOI: 10.17223/19988621/45/9

Download full-text version
Counter downloads: 590