Mathematical modeling on ignition of metallized solid propellant by a convective high temperature flow
This paper presents a mathematical model and a methodology to calculate stationary combustion of a metallized solid propellant with aluminum additives ignited by a high-temperature convective flow. The study considers the ignition of a semi-infinite slab of the metallized solid propellant which is blown over by an unlimited high-temperature flow. A boundary-layer approximation is used to develop the ignition model. The high-temperature blowing effect is taken into account in the model by means of turbulent heat and mass transfer. The paper provides a numerical and theoretical analysis on the impact of the velocity and temperature of the convective flow on the ignition time delay and the stationary combustion mode establishment. The analysis shows that the proposed approach allows calculating the time of the ignition delay and stationary combustion mode establishment for the metallized solid propellant. Moreover the ignition delay and the period of the stationary combustion mode establishment are found to be controlled by both the velocity and temperature of the convective flow.
Keywords
ignition,
metallized solid propellant,
mathematical model,
velocity,
blowing flow,
high-temperature flow,
convective flowAuthors
| Poryazov Vasiliy A. | Tomsk State University | poryazov@ftf.tsu.ru |
| Krainov Aleksey Yu. | Tomsk State University | akrainov@ftf.tsu.ru |
Всего: 2
References
Розенбанд В.И., Барзыкин В.В., Мержанов А.Г. Зажигание конденсированных веществ конвективными тепловыми потоками средней интенсивности в динамических условиях // Физика горения и взрыва. 1968. Т. 4. № 2. С. 171-175.
Зарко В.Е., Михеев В. Ф., Сухинин А.И., Хлевной С. С. Зажигание пороха горячим газом // Физика горения и взрыва. 1971. Т. 7. № 1. С. 64-67.
Захаревич А.В., Кузнецов Г.В., Саломатов В.В., Стрижак П.А., Сыродой С.В. Инициирование горения покрытых водяной пленкой частиц угля в потоке высокотемпературного воздуха // Физика горения и взрыва. 2016. Т. 52. № 5. С. 62-74.
Гусаченко Л.К., Зарко В.Е., Рычков А.Д. Зажигание и гашение гомогенных энергетических материалов световым импульсом // Физика горения и взрыва. 2012. Т. 48. № 1. С. 80-88.
Буркина Р.С., Домуховский А.М. Влияние структурных изменений приповерхностного слоя конденсированного вещества на его зажигание мощным импульсом излучения // Физика горения и взрыва. 2012. Т. 48. № 5. С. 122-129.
Порязов В.А., Крайнов А.Ю. Расчет режимов зажигания и выхода на стационарный режим горения металлизированного твердого ракетного топлива под действием лазерного излучения // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2019. № 59. C. 94-104.
Глушков Д.О., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Об устойчивости зажигания смесевого твёрдого топлива локальным источником ограниченной энергоёмкости // Физика горения и взрыва. 2014. T. 50. № 6. С. 54-60.
Захаревич А.В., Кузнецов В.Т., Кузнецов Г.В., Максимов В.И. Зажигание модельных смесевых топливных композиций одиночной, нагретой до высоких температур частицей // Физика горения и взрыва. 2008. Т. 44. № 5. С. 54-57.
Вилюнов В.Н. Теория зажигания конденсированных веществ. Новосибирск: Наука, 1984. 190 с.
Зельдович Я.Б. К теории горения пороха в газовом потоке // Физика горения и взрыва. 1971. Т. 7. № 4. С. 463-476.
Вилюнов В.Н. К теории эрозионного горения порохов // ДАН СССР. 1961. Т. 136. № 2. С. 381-383. Математическое моделирование зажигания металлизированного твердого топлива 139
Булгаков В.К., Липанов А.М. Теория эрозионного горения твердых ракетных топлив. М.: Наука, 2001. 138 с.
Порязов В.А., Крайнов А.Ю. Математическая модель и расчет нестационарной скорости горения металлизированных твердых ракетных топлив // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 50. C. 99-111.
Порязов В.А., Крайнов Д.А. Математическое моделирование эрозионного горения металлизированных твердых топлив // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2019. № 58. C. 119-127. DOI: 10.17223/19988621/58/10.
van Driest E.R. On turbulent flow near a wall // AIAA Journal Special Supplement: Centennial of Power Flight. 1956. V. 23(11). P. 1007-1011. https://doi.org/10.2514/8.3713.
Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. 714 с.
Гинзбург И.П. Теория сопротивления и теплопередачи. Л., 1970. 376 с.
