Combustion of the metallized composite solid chunk fuel charge with a flat channel in a mass force field
In this paper, combustion of a channel charge of a metallized composite solid chunk fuel in the field of mass forces is modeled. We have investigated the influence of the g-force on the total mass influx from the combustion surface of two parallel plates of the metallized solid fuel. The combustion rate of the fuel is calculated based on the nonstationary model of the metallized solid fuel combustion. The conducted computational and theoretical analysis has provided the data on the influence of the mass forces and the composition of the fuel on the total mass influx from the combustion surface. The g-force values are ranged from -650 to 650 m/s2. It is assumed that the g-force is directed along the normal to the combustion surface; otherwise, the projection of the g-force onto the normal to the combustion surface is considered. The obtained results have shown that the effect of the g-force is not symmetric - the g-forces, which are identical in magnitude but different in sign, lead to a different response of the combustion rate. The character of the dependence between the combustion rate and g-force for the particles with the radius greater than 7.5 pm is nonmonotonic. The obtained results demonstrate the importance of taking into account the effect of the g-force on the combustion rate when simulating nonstationary processes in solid propellant engines at the stages of start, maneuvering, and deceleration.
Keywords
modeling,
combustion,
metallized composite solid fuel,
channel chunk fuel,
combustion rate,
g-force,
mass forcesAuthors
| Poryazov Vasiliy A. | Tomsk State University | poryazov@ftf.tsu.ru |
| Krainov Dmitry A. | Tomsk State University | kraynov@tpu.ru |
| Blokhina Anna A. | Tomsk State University | nyura.blokhina.97@mail.ru |
Всего: 3
References
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. № 1. P. 94-103. DOI: 10.1007/s10891-015-1171-0.
Костюшин К.В. Численное исследование нестационарных газодинамических процессов при старте твердотопливных ракет // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2020. № 67. С. 127-143.
Ерохин Б.Т. Теория внутрикамерных процессов и проектирование РДТТ: Учебник для высших технических учебных заведений. М.: Машиностроение, 1991. 560 с
Алиев А.В., Амарантов Г.И., Вахрушев А.В. Внутренняя баллистика РДТТ / под ред. А.М. Липанова, Ю.М. Милёхина. М.: Машиностроение, 2007. 504 с.
Соломонов Ю.С., Липанов А.М., Алиев А.В., Дорофеев А.А., Черепов В.И. Твердотопливные регулируемые двигательные установки. М.: Машиностроение, 2011. 416 с.
Krainov A.Yu., Poryazov V.A., Krainov D.A. Mathematical modelling on extinction of metallized composite solid propellant under a sudden drop in pressure // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2021. DOI:10.1002/prep.202100123.
Кирдяшкин А.И., Максимов Ю.М., Некрасов Е.А. Влияние массовых сил на горение гетерогенных систем с конденсированными продуктами реакции // Физика горения и взрыва. 1986. № 1. С. 23-26.
Марголин А.Д., Крупкин В.Г. Влияние конденсированных добавок на скорость горения пороха в поле ускорения // Физика горения и взрыва. 1974. № 5. С. 702-709.
Рашковский С.А. Влияние перегрузок на агломерацию частиц алюминия при горении смесевых твердых топлив // Физика горения и взрыва. 2007. Т. 43. № 6. С. 40-50.
Бабук В.А., Васильев В.А., Потехин А.Н. Экспериментальное исследование процесса агломерации при горении алюминизированных твердых топлив в поле // Физика горения и взрыва. 2009. Т. 45. № 1. С. 38-46.
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.
Порязов В.А., Крайнов А.Ю. Горение твердого топлива с добавлением порошка алюминия при перегрузках // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 45. С. 95-103.
Марголин А.Д., Крупкин В.Г. Влияние конденсированных добавок на скорость горения пороха в поле ускорений // Физика горения и взрыва. 1975. № 5. С. 42-49.
Марголин А.Д., Крупкин В.Г., Хубаев В.Г. и др. Закономерности горения баллиститных составов при перегрузках // Физика горения и взрыва. 1978. Т. 14. № 6. С. 29-36.
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.
Архипов В.А., Коротких А.Г., Третьяков Н.С. Горение баллиститных порохов с катализаторами в условиях перегрузок // Химическая физика и мезоскопия. 2006. Т. 8. № 1. С. 600-606.
Максимов Ю.М., Максимов Э.И. Закономерности горения конденсированный систем в поле массовых сил при средних давлениях // Физика горения и взрыва. 1972. № 4. С. 517-523.
Серков Б.Б., Максимов Э.И., Мержанов А.Г. Горение конденсированных систем в поле массовых сил // Физика горения и взрыва. 1968. № 4. С. 600-606.
Юхвид В.И., Максимов Э.И., Мержанов А.Г., Хайкин Б.И., Козлов В.С. О механизме горения конденсированных систем с твердыми добавками в поле массовых сил // Физика горения и взрыва. 1972. № 2. С. 235-240.
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.
Юхвид В.И., Максимов Э.И., Козлов В.С. Горение гетерогенных систем в поле массовых сил // Физика горения и взрыва. 1973. № 2. С. 162-168.
