Критичні умови займання частинок бора в хлорі

Автор(и)

  • В. В. Калінчак Одеський національний університет імені І. І. Мечникова , Україна
  • О. С. Черненко Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Україна
  • О. К. Копійка Одеський національний університет імені І. І. Мечникова , Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/0367-1631.2023.61.291126

Ключові слова:

частинки бору, хлорування, займання, погасання, виродження

Анотація

В даній роботі приводиться аналіз критичних умов займання і погасання частинок бору діаметром до 200 мкм в азотно-хлорній газовій суміші. Аналітичний опис проводиться в безрозмірній формі без використання розкладу Франк-Каменецкого. Це дозволяє більш правильно описувати критичні умови погасання частинок. Для аналізу критичних умов використовується аналітичний підхід, що полягає в представленні шуканих залежностей у вигляді параметричних функцій. Показано, що в залежності від параметрів газового середовища (температура та частка хлору) наявні гістерезисні області, області займання та погасання та області безкризового режиму хлорування частинок бору.

Проводиться порівняння отриманих залежностей з експериментальними результатами. Їх задовільне узгодження дозволяє підтвердити кінетичні параметри реакції хлорування частинок бору, а саме енергія активації Е = 60 кДж/моль і передекспоненційний множник k0 = 4 м/с.

Посилання

Wei-Qiang Pang, Richard A. Yetter, Luigi T. DeLuca, Vladimir Zarko, Alon Gany, Xiao-Hong Zhang Boron-based composite energetic materials (B-CEMs): Preparation, combustion and applications // Progress in Energy and Combustion Science. – 2022. – Vol. 93, art. 101038. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2022.101038

Adi Zamostianu, Yinon Yavor Burn rate of a novel boron-AN-water green solid propel-lant // FirePhysChem. – 2022. – Vol. 2, Iss. 1. – P. 76-82. https://doi.org/10.1016/j.fpc.2022.02.002

Liu J., Liang D., Xiao J., Chen B., Zhang Y., Zhou J., & Cen K. Composition and characteristics of primary combustion products of boron-based propellants // Combus-tion, Explosion, and Shock Waves. – 2017. – Vol. 53, no. 1. – Р. 55-64. https://doi.org/10.1134/s0010508217010099

Ao W., Zhou J. H., Yang W. J., Liu J. Z., Wang Y., & Cen K. F. Ignition, combustion, and oxidation of mixtures of amorphous and crystalline boron powders // Combustion, Ex-plosion, and Shock Waves. – 2014. – Vol. 50. – P. 664-669.

Pivkina A., Meerov D., Monogarov K., Florov Y. Prospects of Using Boron Powders As Fuel. II. Influence of Aluminum and Magnesium Additives and Their Compounds on the Thermal Behavior of Boron Oxide // Combustion Explosion and Shock Waves. – 2020. – Vol. 56, no. 2. – Р. 148-155. https://doi.org/10.1134/S0010508220020057

Spalding Martin, Krier Herman and Burton R. Chemical kinetics of boron combustion in high pressure Ar/F/O2 mixtures // 34th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. – 1998. https://doi.org/10.2514/6.1998-3823

Krier Herman, Burton R. L., Spalding M. J. and Rood T. J. Ignition Dynamics of Boron Particles in a Shock Tube // Journal of Propulsion and Power. – 1998. – Vol. 14, no. 2. – P. 166. https://doi.org/10.2514/2.5282

Yu. D., Kong C. D., Zhuo J., Li S., & Yao, Q. Oxidation characteristics of boron particles. // Science China Technological Sciences. – 2015. – Vol. 58, no. 12. – Р. 2016-2024. https://doi.org/10.1007/s11431-015-5841-0

Golovko V. V., Kondratyev E. N., Polichuk D. I. Ignition and combustion of boron in chlorine // Combustion of Boron-Based solid propellants and solid fuels. – 1993. – Vol. 2, Iss. 1-6. – Р. 272-284. https://doi.org/10.1615/IntJEnergeticMaterialsChemProp.v2.i1-6.150

Handbook of Boron Science. With Applications in Organometallics, Catalysis, Materi-als and Medicine / Edited By: Narayan S. Hosmane (Northern Illinois University, USA) and Robert Eagling. – 2018. – Vol. 1: Boron in Organometallic Chemistry. https://doi.org/10.1142/q0130-vol1

Handbook of Boron Science. With Applications in Organometallics, Catalysis, Materi-als and Medicine / Edited By: Narayan S. Hosmane (Northern Illinois University, USA) and Robert Eagling. – 2018. – Vol. 3: Boron in Materials Chemistry. https://doi.org/10.1142/q0130-vol3

Калінчак В. В. Черненко О. С. Теплофізика горіння безполум’яного горіння газів (монография). – Одеса : ОНУ ім. І. І. Мечникова. – 2020. – 200 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-09

Номер

Розділ

Фізика горіння