ریپورتر
25th March 2009, 10:22 AM
گرين سوخت جامد از سطح مي‌سوزد. در سوختن نرمال از سطح گرين، لايه‌لايه برداشته مي‌شود. مؤلفه سرعت جبهه شعله‌گرين در جهت عمود بر سطح آن، سرعت سوخت ناميده مي‌شود. سرعت سوخت به كمك تركيب شيميايي سوخت تعيين و در يك رنج تقريبا و سيع بر حسب فشار محفظه و درجه حرارت گرين تغيير مي‌كند. براي تعيين سرعت سوخت معمولا از رابطه تجربي زير استفاده مي‌شود:
U=u0*b/(b+(20-t))*p
كه u0 سرعت سوختن گرين در درجه حرارت t=20c و تحت فشار 1kg/cm2 است. p فشار در محفظه بر حسب kgf/cm2ضرايب تعيين شده تجربي است. براي همه سوختهاي جامد امروزي u0دررنج 0.2-0.6cm/s و در رنج B=300-600c قرار دارد. در صورتي كه سرعت احتراق مشخص باشد، به راحتي مي‌توان دبي جرمي سوخت را تعيين كرد.
G=VSU
كه V وزن مخصوص سوخت، معمولا در رنج 1.6-1.8kgf/lit و s سطح سوختن گرين است. در حين سوختن شكل‌گرين تغيير مي‌كند و سطح s ممكن است كاهش يا افزايش يابد كه در نتيجه باعث كاهش يا افزايش دبي جرمي، فشار و پيش‌ران مي‌شود.
با شكل مفروض اوليه گرين، نحوه تغيير اين پارامترها معمولا با روش اختلاف محدود مشخس مي‌شود. براي مشخص كردن آن لازم است كه ابتدا نحوه تغيير سطح sرا در سوختن سطحبا ضخامت utتعقيب كرد.
كه vt وزن مخصوص سوخت، معمولاً در رنج kgf/lit 8/1-6/1 و –s سطح سوختن گرين است. در حين سوختن شكل گرين تغيير مي‌كند و سطح s ممكن است كاهش يا افزايش يابد كه در نتيجه باعث كاهش يا افزايش دبي جرمي، فشار و پيش ران مي‌شود.
با شكل مفروض اولية گرين، نحوة تغيير اين پارامترها معمولاً با روش اختلاف محدود مشخص مي‌شود. براي مشخص كردن آن لازم است كه ابتدا نحوه تغيير سطح s را در سوختن سطح با ضخامت ut تعقيب كرد. در گرين‌هاي پيچيده اين كار معمولاً گرافيكي انجام مي‌شود و سرعت سوختن u در اين حالت به عنوان يك مقدار متغير برحسب فشار بررسي مي‌شود.
انتخاب شكل اوليه گرين، براي تعيين محدودة معين تابع تغييرات فشار و پيش‌ران برحسب زمان لازم است. به عنوان مثال كاهش تدريجي فشار در حين كاركرد موتور مي تواند جبران كنندة كاهش مشخصه‌هاي مقاومت مصالح مواد در نتيجه گرم شدن محفظه باشد و در نتيجه وزن كاهش يابد. گاهي اوقات با بالا بردن پيش ران اوليه، سپس كاهش تدريجي آن مي‌تواند به سرعت نهايي بيشتري در موشك بالستيك دست يافت. به رابطه 2-3 برمي‌گرديم. مشهود است كه سرعت سوختن علاوه بر فشار، همچنين تابعي از درجه حرارت است. منظور درجه حرارت خود گرين است، يعني درجه حرارتي كه قبل از محترق شدن دارد و تا پايان كار ثابت مي‌ماند. شعله باعث سوختن لاية سطحي مي‌شود و جبهه آتش به عمق گرين سريعتر از جريان حرارتي نفوذ مي كند. به همين دليل در رابطه 2-3 اثر درجه حرارت آب و هوايي (زمستان-تابستان) منظور شده است. در حالت كلي اين مقدار oC 40 file:///C:/DOCUME%7E1/ADMINI%7E1/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/03/clip_image002.gif در نظر گرفته مي‌شود. براي بعضي از سوخت‌ها، سرعت سوختن در رنج درجه حرارت ذكر شده ممكن است تا مقدار 30% تغيير كند. در نتيجه فشار و پيش ران نيز سريعاً تغيير مي‌كند. بنابراين محفظه براساس بدترين شرايط از نظر مقاومت مصالح محاسبه مي‌شود علاوه بر اين بايد توجه داشت كه بر اساس زمان احتراق سوخت، برد موشك‌هاي بدون سيستم كنترل تغيير مي‌كند. بنابراين، در هنگام شليك به هدف لازم است كه تصحيح مربوط به درجه حرارت گرين را اعمال كرد.
براي اين كه اثر درجه حرارت را كاهش دهيم، براي موشك‌هاي بدون سيستم كنترل حتي از نازل‌هاي مختلف استفاده مي‌شود. به عبارت ديگر از نازل‌هاي تابستاني با مقطع عبور بزرگ و رمستاني با مقطع عبور كوچك‌تر استفاده مي‌شود. در بعضي حالت‌ها براي موشك‌هاي تاكتيكي از گرين‌هايي استفاده مي‌شود كه از قبل دماي آن ثابت نگه داشته شده است و يا قبل از شليك آن را گرم مي‌كنند، يا در كانتينرهايي با تنظيم كنندة درجه حرارت نگهداري مي‌شوند. همچنين براي موشك‌هاي بالستيكي مي‌توان از اين نوع گرين‌ها استفاده كرد.
در همه حالت‌ها لازم است قبل از هرچيز، تركيب سوختي را انتخاب كرد كه رابطه ضعيفي بين سرعت سوختن و درجه حرارت آن وجود داشته باشد، كه در اين صورت مقدار بزرگي براي پارامتر B به دست مي‌آيد.
مكانيزم اثر درجه حرارت گرين روي سرعت سوختن تقريباً مشخص است. بر اثر حرارت اعمالي به گرين سوخت، ذراتي از سوخت نزديك سطح سوختن در ابتداي گازي شكل مي‌شود و واكنش‌هاي شيميايي در آن انجام مي‌گيرد. در اين فرايند نقش اساسي را شرايط انتقال حرارت از گاز به سطح گرين بازي مي‌كند. در درجه حرارت‌هاي پايين‌تر، زمان گازي شدن قدري بيشتر و در نتيجه باعث كاهش سرعت سوختن مي‌شود. به همين صورت نقش فشار نيز روشن مي‌گردد. هرچه فشار بيشتر باشد، تعداد مولكول گاز داغ بيشتري به سطح گرين برخورد خواهد كرد و با شدت بيشتري انتقال حرارت صورت مي‌گيرد. چون اين فرايند مرتبط با شرايط انتقال حرارت است، در نتيجه سرعت سوختن بايد همچنين توام با سرعت جريان گازي عبوري در طول سطح گرين افزايش يابد. در طول مسير جريان. با نزديك شدن به نازل، لحظه به لحظه مقادير جديد گاز اضافه مي‌شود و سرعت جريان افزايش مي‌يابد. بنابراين گرين از سمت نازل سريعتر مي‌سوزد. بنابراين در حين طراحي گرين و مجموعة موتور بايد به اين مطلب توجه داشت.
__________________
U=u0*b/(b+(20-t))*p
كه u0 سرعت سوختن گرين در درجه حرارت t=20c و تحت فشار 1kg/cm2 است. p فشار در محفظه بر حسب kgf/cm2ضرايب تعيين شده تجربي است. براي همه سوختهاي جامد امروزي u0دررنج 0.2-0.6cm/s و در رنج B=300-600c قرار دارد. در صورتي كه سرعت احتراق مشخص باشد، به راحتي مي‌توان دبي جرمي سوخت را تعيين كرد.
G=VSU
كه V وزن مخصوص سوخت، معمولا در رنج 1.6-1.8kgf/lit و s سطح سوختن گرين است. در حين سوختن شكل‌گرين تغيير مي‌كند و سطح s ممكن است كاهش يا افزايش يابد كه در نتيجه باعث كاهش يا افزايش دبي جرمي، فشار و پيش‌ران مي‌شود.
با شكل مفروض اوليه گرين، نحوه تغيير اين پارامترها معمولا با روش اختلاف محدود مشخس مي‌شود. براي مشخص كردن آن لازم است كه ابتدا نحوه تغيير سطح sرا در سوختن سطحبا ضخامت utتعقيب كرد.
كه vt وزن مخصوص سوخت، معمولاً در رنج kgf/lit 8/1-6/1 و –s سطح سوختن گرين است. در حين سوختن شكل گرين تغيير مي‌كند و سطح s ممكن است كاهش يا افزايش يابد كه در نتيجه باعث كاهش يا افزايش دبي جرمي، فشار و پيش ران مي‌شود.
با شكل مفروض اولية گرين، نحوة تغيير اين پارامترها معمولاً با روش اختلاف محدود مشخص مي‌شود. براي مشخص كردن آن لازم است كه ابتدا نحوه تغيير سطح s را در سوختن سطح با ضخامت ut تعقيب كرد. در گرين‌هاي پيچيده اين كار معمولاً گرافيكي انجام مي‌شود و سرعت سوختن u در اين حالت به عنوان يك مقدار متغير برحسب فشار بررسي مي‌شود.
انتخاب شكل اوليه گرين، براي تعيين محدودة معين تابع تغييرات فشار و پيش‌ران برحسب زمان لازم است. به عنوان مثال كاهش تدريجي فشار در حين كاركرد موتور مي تواند جبران كنندة كاهش مشخصه‌هاي مقاومت مصالح مواد در نتيجه گرم شدن محفظه باشد و در نتيجه وزن كاهش يابد. گاهي اوقات با بالا بردن پيش ران اوليه، سپس كاهش تدريجي آن مي‌تواند به سرعت نهايي بيشتري در موشك بالستيك دست يافت. به رابطه 2-3 برمي‌گرديم. مشهود است كه سرعت سوختن علاوه بر فشار، همچنين تابعي از درجه حرارت است. منظور درجه حرارت خود گرين است، يعني درجه حرارتي كه قبل از محترق شدن دارد و تا پايان كار ثابت مي‌ماند. شعله باعث سوختن لاية سطحي مي‌شود و جبهه آتش به عمق گرين سريعتر از جريان حرارتي نفوذ مي كند. به همين دليل در رابطه 2-3 اثر درجه حرارت آب و هوايي (زمستان-تابستان) منظور شده است. در حالت كلي اين مقدار oC 40 file:///C:/DOCUME%7E1/ADMINI%7E1/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/03/clip_image002.gif در نظر گرفته مي‌شود. براي بعضي از سوخت‌ها، سرعت سوختن در رنج درجه حرارت ذكر شده ممكن است تا مقدار 30% تغيير كند. در نتيجه فشار و پيش ران نيز سريعاً تغيير مي‌كند. بنابراين محفظه براساس بدترين شرايط از نظر مقاومت مصالح محاسبه مي‌شود علاوه بر اين بايد توجه داشت كه بر اساس زمان احتراق سوخت، برد موشك‌هاي بدون سيستم كنترل تغيير مي‌كند. بنابراين، در هنگام شليك به هدف لازم است كه تصحيح مربوط به درجه حرارت گرين را اعمال كرد.
براي اين كه اثر درجه حرارت را كاهش دهيم، براي موشك‌هاي بدون سيستم كنترل حتي از نازل‌هاي مختلف استفاده مي‌شود. به عبارت ديگر از نازل‌هاي تابستاني با مقطع عبور بزرگ و رمستاني با مقطع عبور كوچك‌تر استفاده مي‌شود. در بعضي حالت‌ها براي موشك‌هاي تاكتيكي از گرين‌هايي استفاده مي‌شود كه از قبل دماي آن ثابت نگه داشته شده است و يا قبل از شليك آن را گرم مي‌كنند، يا در كانتينرهايي با تنظيم كنندة درجه حرارت نگهداري مي‌شوند. همچنين براي موشك‌هاي بالستيكي مي‌توان از اين نوع گرين‌ها استفاده كرد.
در همه حالت‌ها لازم است قبل از هرچيز، تركيب سوختي را انتخاب كرد كه رابطه ضعيفي بين سرعت سوختن و درجه حرارت آن وجود داشته باشد، كه در اين صورت مقدار بزرگي براي پارامتر B به دست مي‌آيد.
مكانيزم اثر درجه حرارت گرين روي سرعت سوختن تقريباً مشخص است. بر اثر حرارت اعمالي به گرين سوخت، ذراتي از سوخت نزديك سطح سوختن در ابتداي گازي شكل مي‌شود و واكنش‌هاي شيميايي در آن انجام مي‌گيرد. در اين فرايند نقش اساسي را شرايط انتقال حرارت از گاز به سطح گرين بازي مي‌كند. در درجه حرارت‌هاي پايين‌تر، زمان گازي شدن قدري بيشتر و در نتيجه باعث كاهش سرعت سوختن مي‌شود. به همين صورت نقش فشار نيز روشن مي‌گردد. هرچه فشار بيشتر باشد، تعداد مولكول گاز داغ بيشتري به سطح گرين برخورد خواهد كرد و با شدت بيشتري انتقال حرارت صورت مي‌گيرد. چون اين فرايند مرتبط با شرايط انتقال حرارت است، در نتيجه سرعت سوختن بايد همچنين توام با سرعت جريان گازي عبوري در طول سطح گرين افزايش يابد. در طول مسير جريان. با نزديك شدن به نازل، لحظه به لحظه مقادير جديد گاز اضافه مي‌شود و سرعت جريان افزايش مي‌يابد. بنابراين گرين از سمت نازل سريعتر مي‌سوزد. بنابراين در حين طراحي گرين و مجموعة موتور بايد به اين مطلب توجه داشت.
__________________