Файл: О механизме агломерации при горении твердых топлив с большим содержанием металлического и органического горючих (препринт)..pdf

нее. Агломераты топлив со связующими второго типа (таблица) уже при атмосферном давлении являются «монолитными» оплав­ ленными частицами, состоящими главным образом из Al и его окисла, со сравнительно гладкой поверхностью. Такие агломе­ раты обладают гораздо более высокой прочностью, нежели ле­ пестковые. Повышение давления еще в большей степени спо­ собствует их упрочнению.

C рассмотренных позиций находим объяснение снижению аг­ ломерации при увеличении концентрации окислителя (рис. 3) и

связующего за счет металлического горючего. Это, в первую оче­ редь, уменьшение вероятности и количества контактов между

отдельными частицами, увеличение количества газофазных про­

дуктов (αMrpr), увеличение скорости горения U0.

К числу факторов, способствующих увеличению U0, можно от­ нести также и замену алюминия на его сплав с магнием (рис. 6), а также изменение удельной поверхности ПХА (рис. 4).

В заключение рассмотрим связь дисперсности порошкооб­ разного металла с интенсивностью его агломерации на поверх­ ности горения составов рассмотренного типа. Поскольку объем­

ная концентрация металла равна или превышает концентрацию

(объемную) окислителя, то существенное значение приобретают

7

условия относительной компоновки частиц металла и окислите ля в топливе.

Возможны три предельных варианта взаимного расположе­ ния частиц (рис. 7а, б, в):

Рис. 7. Схема различных вариантов упаковки частиц окислителя (/) и метал­ ла (3) в зависимости от их дисперсности

Ilo первому варианту (рис. 7,а) частицы металла контакти­ руют главным образом между собой. Окислитель вкраплен большими объемами (~ rf3) между ними. Число контактов меж­ ду частицами металла зависит от характера пространственного их расположения, т. е. упаковки. В силу этого взаимодействие и слияние частиц (особенно при Т$>Тпл металла) не затрудне­ ны.

При равенстве дисперсности окислителя и металла (рис.7,6)

частицы металла в условиях идеального перемешивания разъ­ единены частицами окислителя. Число контактов между ними

по сравнению с предыдущим вариантом уменьшено.

И, наконец, последний вариант (в): частицы металла частич­

но или полностью изолированы друг от друга частицами окис­ лителя. Число взаимных контактов между частицами металла

минимально. Носами по себе частицы являются достаточно крупными и любое их взаимодействие (вероятностное столкно­ вение, либо цементация продуктами разложения связующего) приводит к образованию весьма крупных агломератов.

C точки зрения агломерации второй и третий вариант яв­ ляются (при прочих равных условиях) оптимальными. В силу

8