Определение оптимального состава компонентов твёрдого ракетного топлива

Страницы работы

9 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Министерство образования и науки РФ

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ГДУ

Лабораторная работа №1

Определение оптимального состава компонентов твёрдого ракетного топлива

Факультет: ЛА                                                        Приняла: Авсейко Е.О.

Группа: МБ-91

Выполнила: Данилова Е.Д.

                                            Новосибирск 2011

Цель работы:  определить  оптимальное соотношение  компонентов ТРТ. Основными компонентами  топлива являются спирт (метанол), алюминиевая пудра и вода.

Дано:смесевое топливо на основе алюминиевого порошка, воды и спирта.

Массовая доля метанола w(СН3ОН) = 30%.

w(Al)  + w(H2O) + w(CH3OH) = 100%

Ход работы:

Для  расчёта оптимального  состава  ТРТ  используется  программное обеспечение ASTRA.

Задание  1.

Требуется определить процентное содержание алюминиевого порошка в топливе,при котором скорость истечения продуктов сгорания и температура в камере сгорания РД  максимальны.

P=10,20,30,40 атм.

Текст  программы:

<inte<prsi<prr>

I=1, p=10, pA=0.005,

(36% AL[0]),

(34% H2O1[-3792]),

(30% C1H4O1[-1792]);

1.  Р=10 атм.

Al (%)

H2О (%)

W (м/с)

42.11

27.79

2966

42.14

27.76

2966.1

42.2

27.68

2966

42.28

27.61

2965.9

42.32

27.57

2965.8

2.  Р=20 атм.

Al (%)

H2О (%)

W (м/с)

42.61

27.29

3063

42.63

27.27

3063.3

42.65

27.25

3063.4

42.68

27.22

3063.4

42.7

27.2

3063.3

Рис.1.2.зависимость скорости истечения продуктов сгорания от процентного содержания Alпри Р=20атм.

 
42.72

27.18

3063

3.  Р=30 атм.

Al (%)

H2O (%)

W (м/с)

42.86

27.06

3114.9

42.88

27.04

3115

42.94

26.96

3115.1

42.98

26.92

3115

43

26.9

3114.9

4.  Р=40атм.

Al (%)

H2O (%)

W (м/с)

42.96

26.84

3149.6

43

26.8

3149.9

43.12

26.78

3150

43.16

26.74

3149.8

43.19

26.71

3149.6

Р (атм)

Al (%)

10

2966,1

20

3063,4

30

3115,1

40

3150

Вывод по заданию 1.

Для получения максимальной скорости  ракеты нужно максимально повысить температуру образующегося в результате сгорания в топливе газа. Когда газ расширяется, достигается высокая скорость его истечения через сопло двигателя. По последнему графику видно, что с ростом давления увеличивается концентрация алюминия; она максимальна при Р=40 атм.

Задание  2. Перолиз метана.

Требуется определить процент выхода водорода при различных температурах перолиза  (Т=800-1500 , шаг = 100).

Перолиз есть процесс нагревания различных органических соединений, таких как метан, нефть, без доступа кислорода. Выделение водорода при перолизе метана представляет собой очень большую опасность.

Текст программы:

<inte<prsi<prr>

T=800, P=1,

(100%C1H4);

T (К)

H (%)

800

56

900

80

1000

91

1100

96

1200

98

1300

99.2

1400

99.5

1500

99.7

Рис.2 Выход водорода в процентах при разных температурах

 


Вывод по заданию 2.

Из графика видно, что больший выход водорода из метанасоответствуетболее высокой температуре. Максимальныйвыход водорода наблюдается приТ=1500 K.

Задание 3.

Определить процентное содержание оксидов азота NO2 и  NOв продуктах распада графита при его сжигании при температуре от 800 до 1500 K с шагом  100K.

Концентрации кислорода и азота равны:

ω(O2)=36,48%

ω(N2)=148,48%

Текст программы:

<inte<prsi<prr>

I=1, p=10, pA=0.005,

(148,48% N2 ),

(36,48% O2),

(12% C);

T (К)

NO(%)

NO2(%)

NO+NO2(%)

800

0,000066214

0,000006572

0,000072786

900

0,00030475

0,000011457

0,000316207

1000

0,0010336

0,000017896

0,001051496

1100

0,0028076

0,000025809

0,002833409

1200

0,0064552

0,000035058

0,006490258

1300

0,013053

0,000045466

0,013098466

1400

0,023858

0,000056835

0,023914835

1500

0,040208

0,000068954

0,040276954

Рис.3.1.  Зависимость концентрации NOот температуры

 

Рис.3.2.  Зависимость концентрации NO2 от температуры

 

Рис.3.3. Зависимость суммарногосодержанияоксидов азота(I) и (II) от температуры

 

Вывод по заданию 3.

Мы определили процентные содержанияоксидов азота (I) и (II) в продктах распада графита и их зависимость от температуры. Очевидно, что с увеличением нагрева концентрации оксидов возрастают. Также можно сказать, что графики 1 и 3 повторяют друг друга, поскольку процентное содержание  NO2 очень мало по сравнению с NO, поэтому при построении  зависимости суммарного содержания оксидов азота от температуры им пренебрегается.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
8 Mb
Скачали:
0