Самозаймання газозавису частинок бору з вільною від оксиду поверхнею

Автор(и)

  • О.К. Копійка Одеський національний університет імені І.І. Мечникова , Україна
  • А.М. Горліченко Військова академія (м. Одеса), Україна
  • А.В. Німич Військова академія (м. Одеса), Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/0367-1631.2024.62.320213

Ключові слова:

бор, займання, критична температура займання, газозавис частинок бору, оксидна плівка, оксид бору, компоненти твердих ракетних палив

Анотація

В роботі представлений аналіз сучасного стану питання щодо займання дисперсних систем бору, як одного з перспективних компонентів твердих ракетних палив. З’ясовано, що основну, лімітуючу роль в уповільненні займання газозавису частинок бору відіграє стадія дифузії кисню через плівку триоксиду бору B2O3 на поверхні частинок бору. Детально розглянуті різні відомі способи (теплові, хімічні) інтенсифікації процесу займання та запропонований новий спосіб, який передбачає організацію процесу відразу на вільній від B2O3 поверхні частинок. Представлені результати розрахунків критичної температури займання монодисперсного газозавису частинок бору з  без початкового окисного покриття у нагрітому повітрі при нормальному атмосферному тиску. Запропонована схема реалізації експериментального методу визначення величини температури займання газозавису частинок твердого палива з можливістю варіювати об’ємну концентрацію останніх. Отримані експериментальні дані підтверджують ефект суттєвого зниження критичної температури займання газозавису частинок бору, у випадку, якщо організувати процес так, щоб під час реагування на поверхні частинок утворювався замість рідкого триоксиду бору B2O3, газофазний диоксид B2O2., та задовільно узгоджуються з результатами розрахунків по моделі займання частинок бору без початкової оксидної плівки.

Посилання

Hu Xu, Xu Yihua, Ao Wen, Zeng Zhuoxiong, Hu Chunbo, Zhu Xiaofei Ignition model of boron particle based on the change of oxide layer structure // Proceedings of the Combustion Institute. – 2019. – Vol. 37, Issue 3. – P. 3033-3044.

Буланін Ф.К., Німіч А.В., Опарін А.С., Сидоров О.Е., Шевчук В.Г. Фізичні аспекти пожежо-вибухонебезпечності горючого пилу. Частина 1.Займання // Фізика аеродисперсних систем. – 2022. – № 60. – С.93-104.

Wen Ao, Weijuan Yang, Yang Wang, Junhu Zhou, Jianzhong Liu and Kefa Cen Ignition and Combustion of Boron Particles at One to Ten Standard Atmosphere // Journal of Propulsion and Power. – 2014. – Vol. 30(3). – P. 760-764 DOI: 10.2514/1.B35054

Yu, D., Kong, C., Zhuo, J., Li, S., & Yao, Q. Oxidation characteristics of boron particles // Science China Technological Sciences. – 2015. – Т.58, No12. – Р. 2016–2024. doi:10.1007/s11431-015-5841-0.

King М.К. Boron Ignition and Combustion in Air-Augmented Rocket Afterburners // CPJA Publication. – 1971. – № 204 (1). – Р.243-259

Буланін Ф. К., Сидоров О. Е., Кіро С. А., Полєтаєв М. І., Шевчук В. Г. Критичні умови спалахування газозависів енергоємних сполук // Фізика аеродисперсних систем. – 2018. – № 55. – С. 80-94.

Sönten R., Friedrich A. A Simple Model of the Oxidation Kinetics of Boron in a Medium Containing Water Vapor. 2nd International Symposium of Special Topics in Chemical Propulsion: Combustion of Boron-Based Solid Propellants and Solid Fuels. March 4-6, 1991, Germany.

Matsko А.М., Zolotko A.N. The Ignition of Boron-Magnesium Dust Clouds. 2nd International Symposium of Special Topics in Chemical Propulsion: Combustion of Boron-Based Solid Propellants and Solid Fuels. March 4-6, 1991, Germany.

Золотко А.Н., Яковлева Т.А. Потухание дисперсных гетерогенных систем // Физика горения и взрыва. – 1996. – Т.32, № 6. – С.12-19.

Калинчак В.В., Черненко А.С. Теплофизика горения пылеугольного топлива. – ОНУ, Одесса. – 2017. – 236 с.

King М.К. Boron Particle Ignition in Hot Gas Streams // Combustion Science and Technology. – 1974. – Vol. 8. – pp. 255-273. DOI: 10.1080/00102207308946648.

Kostuchenko N.D., Vovchuk J.I., Kiro S.A. Oxidation of Boron in Air. 2nd International Symposium of Special Topics in Chemical Propulsion: Combustion of Boron-Based Solid Propellants and Solid Fuels. March 4-6, 1991, Germany. – Р. 205-210.

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-01-21

Номер

Розділ

Фізика горіння