實(shí)際燃燒條件下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種實(shí)際燃燒條件下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率確定方法，通過對凝聚相產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)滴定分析、凝聚相產(chǎn)物校正，最終確定燃?xì)獬蓺饴?。本發(fā)明使用化學(xué)滴定分析對凝聚相產(chǎn)物的組分進(jìn)行準(zhǔn)確測試，從而保證結(jié)果的準(zhǔn)確度，能夠解決含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率難以準(zhǔn)確確定的問題，可應(yīng)用于不同工作壓強(qiáng)下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率的準(zhǔn)確確定，從而為富燃料推進(jìn)劑配方的調(diào)整及燃?xì)獍l(fā)生器工作壓強(qiáng)的選取提供有效的參數(shù)支持。
【專利說明】實(shí)際燃燒條件下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率測定【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種實(shí)際燃燒條件下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]含硼富燃料推進(jìn)劑是固體火箭沖壓發(fā)動機(jī)的能源，由于含硼富燃料推進(jìn)劑中的氧化劑含量較低，燃燒過程中會產(chǎn)生大量的凝聚相產(chǎn)物，這些凝聚相產(chǎn)物要經(jīng)過沖壓噴管噴入到二次燃燒室中。噴射效率是指富燃料推進(jìn)劑燃燒后噴入到二次燃燒室中的產(chǎn)物量與推進(jìn)劑質(zhì)量的百分比，因此噴射效率的高低直接關(guān)系到富燃料推進(jìn)劑最終的能量釋放率。
[0003]燃燒成氣率是指推進(jìn)劑在燃燒過程中產(chǎn)生的氣相物質(zhì)占推進(jìn)劑質(zhì)量的百分比，在其它條件不變的情況下燃燒成氣率越高，噴射效率也就越高，因此提高含硼富燃料推進(jìn)劑的燃燒成氣率是推進(jìn)劑配方調(diào)節(jié)的一個(gè)目的之一，也是制定燃?xì)獍l(fā)生器工作參數(shù)時(shí)需要關(guān)注的一個(gè)重要指標(biāo)。另外，燃燒氣成率也可以是以實(shí)驗(yàn)為約束的含硼富燃料推進(jìn)劑熱力學(xué)計(jì)算的一個(gè)重要約束，對其精確測試對熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確程度具有重要意義。
[0004]目前，含硼富燃料推進(jìn)劑的燃燒成氣率的獲得有計(jì)算法和實(shí)驗(yàn)法兩種，其中計(jì)算方法先使用最小自由能法對各產(chǎn)物的量來進(jìn)行計(jì)算，然后再統(tǒng)計(jì)出凝聚相產(chǎn)物的量和氣相產(chǎn)物的量，最終得到燃燒成氣率的值。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以快速地得到任何推進(jìn)劑的配方在任何壓強(qiáng)下的燃燒成氣率的值，但計(jì)算精度往往很差。在申請?zhí)枮?01310141664.5的中國專利申請《一種含能材料燃燒成氣率測試裝置及方法》中實(shí)現(xiàn)了對含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率的測試。但這種方法存在一定的缺陷:首先，過濾層較厚，燃燒過程中的部分氣相產(chǎn)物(MgCl2、H2O等)可能會在通過過濾介質(zhì)時(shí)成為凝結(jié)，從而在一定程度上影響實(shí)驗(yàn)精度。其次，推進(jìn)劑燃燒時(shí)，燃燒室壓強(qiáng)無法準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于同種配方含硼富燃料推進(jìn)劑的燃燒成氣率隨壓強(qiáng)的變化而改變，因此測試值與實(shí)際值可能有一定差別。最后，為保證實(shí)驗(yàn)的安全性，每次實(shí)驗(yàn)所用推進(jìn)劑的量較少，由于實(shí)驗(yàn)裝置本身體積較大，推進(jìn)劑在燃燒中的熱損失較多，導(dǎo)致推進(jìn)劑的燃燒條件與推進(jìn)劑在燃?xì)獍l(fā)生器中的燃燒條件具有較大差異，從而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)際值可能存在一定差別。因此現(xiàn)有方法都無法對含硼富燃料推進(jìn)劑在燃?xì)獍l(fā)生器條件(實(shí)際燃燒條件)下的燃燒成氣率進(jìn)行準(zhǔn)確的確定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]要解決的技術(shù)問題
[0006]為了精確地測得燃?xì)獍l(fā)生器條件(實(shí)際燃燒條件)下含硼富燃料推進(jìn)劑的燃燒成氣率，本發(fā)明提出了一種實(shí)際燃燒條件下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率確定方法，能夠解決含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率難以準(zhǔn)確確定的問題，可應(yīng)用于不同工作壓強(qiáng)下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率的準(zhǔn)確確定，從而為富燃料推進(jìn)劑配方的調(diào)整及燃?xì)獍l(fā)生器工作壓強(qiáng)的選取提供有效的參數(shù)支持。
[0007]技術(shù)方案[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]所述一種實(shí)際燃燒條件下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率確定方法，其特征在于:采用以下步驟:
[0010]步驟1:對凝聚相產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)滴定分析:
[0011]步驟1.1、將質(zhì)量為ms的凝聚相產(chǎn)物采用溫水溶解后，使用不大于I μ m的薄膜進(jìn)行過濾，收集過濾后的濾液，并采用化學(xué)滴定方法得到濾液中的NH4+、CF和Al3+的摩爾量；
[0012]步驟1.2、將凝聚相產(chǎn)物用稀硝酸加熱煮沸溶解后，使用不大于I μ m的薄膜進(jìn)行過濾，收集過濾后的濾液，并采用化學(xué)滴定方法得到濾液中的Mg2+和Al3+的摩爾量；
[0013]步驟2:對凝聚相產(chǎn)物校正:根據(jù)公式
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)際燃燒條件下含硼富燃料推進(jìn)劑燃燒成氣率確定方法，其特征在于:采用 以下步驟: 步驟1:對凝聚相產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)滴定分析: 步驟1.1、將質(zhì)量為His的凝聚相產(chǎn)物采用溫水溶解后，使用不大于I μ m的薄膜進(jìn)行過濾，收集過濾后的濾液，并采用化學(xué)滴定方法得到濾液中的NH4+、Cr和Al3+的摩爾量； 步驟1.2、將凝聚相產(chǎn)物用稀硝酸加熱煮沸溶解后，使用不大于I μ m的薄膜進(jìn)行過濾，收集過濾后的濾液，并采用化學(xué)滴定方法得到濾液中的Mg2+和Al3+的摩爾量； 步驟2:對凝聚相產(chǎn)物校正:根據(jù)公式
【文檔編號】G01N21/78GK103454269SQ201310391089
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】劉林林, 王英紅, 何國強(qiáng) 申請人:西北工業(yè)大學(xué)