Определение времени затвердевания жидкой металлической частицы при горении гидрореагирующего горючего

При горении металлизированного гидрореагирующего горючего одной из проблем является оценка времени затвердевания жидкой металлической частицы (или частицы окиси металла). Эта оценка необходима для определения размеров КС, чтобы не допустить осаждения жидких частиц в критике камеры или попадания этих частиц на лопатки турбин.

Расчет времени затвердевания частицы можно проводить следующим образом:

отсюда:

где ; для Al Nu=2

тогда

где m_ме – масса частицы металла;

ξ – удельная теплота плавления металла;

Сме – удельная теплоемкость металла;

Ткип – температура кипения;

Тср – средняя температура продуктов сгорания;

λ – коэффициент теплопроводности.

Помимо оценки времени затвердевания жидкой металлической частицы, при использовании металлизированных топлив, важной проблемой является удаление уже застывших твердых частиц из газового потока. Это необходимо, чтобы исключить попадание твердых частиц на лопатки турбины.

Одним из способов решения этой проблемы является использование сепаратора для отделения этих частиц, другим – использование двухконтурных схем, в которых продукты сгорания нагревают в теплообменнике основное рабочее тело.

Рис. 36 Принципиальная схема работы сепаратора для отделения К-фазы из продуктов сгорания.

1 – газогенератор, 2 – сепаратор, 3 – турбина.