复合固体推进剂导热系数
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碳/碳复合材料在固体火箭发动机喷管上的应用航天43所王毅 2012250124摘要:固体火箭发动机以其所具有的各种优点而在战略战术导弹中得到了广泛应用。
碳/碳复合材料也以其耐烧蚀好,抗热震性良好,比强度和密度高的特点成为最有前景的喷管材料。
简述喷管材料的演变已经碳碳复合材料的演变及其应用现状和改善方向。
关键词:喷管、碳/碳复合材料、应用局限、改进方向固体火箭推进技术以其结构简单、维护简便、可靠性高、反应快速等优点在各类战术火箭、导弹武器中得到了广泛应用。
目前正在服役的各类战术火箭、导弹中.其动力装置绝大多数是采用固体火箭发动机。
但是同其它动力装置相比固体火箭发动机比冲低、工作时间短、可控性差等缺点也很明显,为了适应远程推进技术的要求,提高固体火箭发动机性能,克服其缺点,努力寻求提高发动机比冲、质量比及工作时间的技术仍是主要的发展方向之一。
[1]固体火箭发动机主要由壳体、固体推进剂、喷管组件、点火装置等四部分组成。
碳碳复合材料主要应用于火箭发动机喷管部位,故对其他部位结构暂不进行介绍。
一、碳/碳复合材料的应用环境火箭发动机的喷管用于超音速排出燃气,产生推力,是燃料燃烧产生的热能转变成动能所必须的关键部件。
喷管材料必须经受住以下几方面的考验:2 000℃-3 500℃的高温;灼热表面的超高速加热的热冲击;高热梯度引起的热应力;高压力;长时间在高速腐蚀性气体中的暴露等。
对比C/C复合材料的性能特点可见,C/C复合材料是制造固体火箭发动机喷管理想的耐烧蚀防热材料。
由于喉径的变化对发动机性能影响很大,通常须采用抗烧蚀性最好的材料。
对固体战略导弹弹道进行仿真计算,结果表明:一、二、三级发动机的结构重量每减轻1千克,导弹射程相应地增加0.6、3 、16千米左右,为了达到减重目的,喷管的材料必须满足低密度,高比强度,耐烧蚀。
综上所述,喷管使用的材料最好能够同时满足耐烧蚀,抗热震性良好,拥有足够高的比强度和较低的密度。
复合固体推进剂燃速催化剂研究进展的探析作者:吉志强任曌芝殷传传来源:《中国化工贸易·中旬刊》2018年第10期摘要:在我国航天固体推进剂领域中,催化剂的应用范围是非常广泛的,应用价值是非常高的。
本文对复合固体推进剂燃速催化剂的研究进展进行深入研究,具有重要意义。
关键词:复合固体推进剂;燃速催化剂;研究进展1 引言在我国航天固体推进剂领域中,催化剂的应用价值是非常高、非常广泛的,包括催化燃烧速度、推进剂固化催化等。
其中,推进剂燃烧性能主要包含燃速压强指数和燃速性能。
一般情况下,为使固体火箭发动机推进剂的性能要求得以满足,推进剂的压强指数不应过高,燃速范围应比较宽。
如果推进剂中没有加入催化剂,则其压强指数便会比较高,燃速比较低。
所以,当前专业研究人员亟待解决的一大难题就是要对新型高效的燃速催化剂不断进行深入研究,对推进剂的燃速范围不断进行拓宽,对压强指数不断进行降低。
2 复合固体推进剂燃速催化剂的研究进展2.1 第一发展阶段第一发展阶段,就是指在1990年之前。
在该段发展时期中,经常会运用到的燃速催化剂有过渡金属氟化物、过渡金属氧化物、燃速抑制剂、二茂铁及其衍生物等。
第一,在C-H粘合剂的推进剂内添加过渡金属氟化物,不但能够对压强指数进行有效降低,而且能够对燃速进行有效提高。
第二,过渡金属氧化物。
AP在过渡金属氧化物作用下,得以催化,发生热分解现象,所以CTPB推进剂、HTPB推进剂、PBAA推进剂产生不同程度的催化作用,尤其是Fe2O3能够对燃速效果进行显著提高。
第三,二茂铁及其衍生物。
卡托辛属于一种优良的燃速催化剂,能够对压强指数进行有效降低,对燃速进行有效提高。
将2%的卡托辛加入到丁羟推进剂中,能够有效提高推进剂燃速,GC和卡托辛进行有效组合后,能够对0.354的压强指数进行进一步的降低。
第四,燃速抑制剂。
一些复合固体推进剂内,如果含有AP氧化剂,凡是化合物能够对AP的分解起到一定抑制作用,则便能够对推进剂的燃速起到一定的降低作用。
复合固体火箭推进剂的性能研究随着人类对自然的认识不断深化,对太空探索的兴趣也与日俱增。
航天技术的进步,离不开火箭推进剂的发展,尤其是新型推进剂的研究与开发。
在众多的推进剂中,复合固体火箭推进剂因其优异的性能,成为了当前研究的重点。
一、复合固体火箭推进剂的概念复合固体火箭推进剂,简称复合推进剂,是一种由精细的化学混合物经过加工后形成的固体推进剂。
其特点是结构复杂,且固体与液体相结合形成。
复合推进剂由氧化剂、燃料和结合剂组成。
其中氧化剂是推进剂中的氧化物,而燃料是推进剂中的还原剂。
结合剂则主要用于改善复合推进剂的性能和实现互相服用。
二、复合固体火箭推进剂的特点1、高能量密度复合推进剂具有高能量密度。
其燃烧过程所释放的能量几乎全部用于推进火箭,这使得复合推进剂能够提高火箭的推进效率,使火箭的轨道高度更高。
2、稳定性强复合推进剂在储存过程中具有较好的稳定性,其燃烧产物也更为稳定,不易被破坏。
因此,复合推进剂常被用于较长时间的探测任务之中,而且其安全性较高。
3、燃烧速度快复合推进剂具有较快的燃烧速度,能够在较短时间内产生大量的燃气,并产生较大的推力。
这对于火箭在起飞之初的推进非常有利。
三、复合推进剂的研究一直是火箭推进技术的热点之一。
近年来,我国在复合推进剂方面已经取得了长足的进展,成为国际上的一流火箭推进剂制造国。
1、燃料粒度燃料粒度是影响复合推进剂性质和性能的重要因素之一。
借助X射线衍射仪等先进的检测技术,可以帮助我们分析和调整复合推进剂中的燃料粒度,使其更加精细,从而提高推进剂的性能。
2、燃料配比燃料配比是具有重要影响的因素之一。
如果燃料配比不当,会导致推进剂燃烧速度太慢或太快,影响推进剂的燃烧效率。
因此,我们需要根据具体的攻坚任务,调整燃料的比例,以保证能够最大限度地发挥火箭的推进力。
3、结合剂选择结合剂的选择对于复合固体火箭推进剂的性能也有着重要的影响。
目前,市场上常见的结合剂有EP、HVEPS等。
第19卷 第5期 装 备 环 境 工 程2022年5月EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING ·65·收稿日期:2021–11–29;修订日期:2021–12–23 Received :2021-11-29;Revised :2021-12-23作者简介:魏小琴(1981—),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为装备环境适应性。
Biography :WEI Xiao-qin (1981—), Female, Master, Senior engineer, Research focus: equipment environmental adaptability. 通讯作者:赵方超(1987—),男,博士,高级工程师,主要研究方向为装备环境适应性。
Corresponding author :ZHAO Fang-chao(1987—), Male, Doctor, Senior engineer, Research focus: equipment environmental adaptability. 引文格式:魏小琴, 李晗, 赵阳, 等. 复合固体推进剂定应变‒温度循环加速试验方法研究[J]. 装备环境工程, 2022, 19(5): 065-072.WEI Xiao-qin, LI Han, ZHAO Yang, et al. Accelerated Test Method of Composite Solid Propellant with Constant Strain-Temperature Cycle[J]. 复合固体推进剂定应变‒温度循环加速试验方法研究魏小琴1,2,3,李晗1,2,赵阳1,2,李泽华1,2,赵方超1,2(1. 西南技术工程研究所,重庆 400039;2. 中国兵器装备集团弹药贮存环境效应重点实验室,重庆400039; 3. 漠河大气环境材料腐蚀国家野外科学观测研究站,黑龙江 漠河 165301)摘要:目的 建立复合固体定应变–温度循环加速试验方法。
htpb复合固体推进剂粘弹特性研究——动态抗张模量的时间、温度依赖性护脚复合固体(HTPB) 推进剂作为火箭发动机中首要的推进剂,其粘弹性特性对火箭发动机性能起着重要作用。
本文利用宏观震动法研究了HTPB固体推进剂的时间和温度依赖性动态抗张模量特性,并给出了相应的动态抗张模量曲线。
实验结果表明,温度和时间对HTPB固体推进剂动态抗张模量均有明显影响。
温度越高,动态抗张模量越低;随着测试时间的延长,HTPB固体推进剂动态抗张模量也随之减小,最终会趋于一个稳定值。
本文研究结果为HTPB固体推进剂的应用奠定了基础,为今后火箭发动机的开发提供理论基础。
摘要:本文利用宏观震动法研究了护脚复合固体(HTPB)推进剂的时间与温度依赖性动态抗张模量特性,通过实验结果发现温度越高,动态抗张模量越低;随着测试时间增加,HTPB固体推进剂动态抗张模量也随之减小,最终趋于一个稳定值。
研究结果为HTPB固体推进剂的应用奠定了基础,为今后火箭发动机的开发提供理论基础。
关键词:HTPB固体推进剂;动态抗张模量;时间;温度HTPB固体推进剂具有优异的性能,使其能够广泛应用于火箭发动机领域。
由于在航天飞行任务中,火箭发动机的正确性能与HTPB固体推进剂的性能息息相关,因此对火箭发动机的安全性、精度和稳定性提出了更高的要求。
HTPB粘弹性特性是火箭发动机性能的决定因素。
因此,本研究旨在研究HTPB固体推进剂的动态抗张模量的时间和温度依赖性,以便更好地理解HTPB推进剂的性能。
通过实验和分析,本研究发现:(1)HTPB固体推进剂的动态抗张模量随着温度升高而降低;(2)随着测试时间的延长,HTPB固体推进剂的动态抗张模量也将随之减小,最终趋于一个稳定的值。
这些发现为HTPB火箭发动机的开发提供了重要结论。
根据上述研究结果,可以看出HTPB固体推进剂的性能受温度和时间的影响。
因此,在火箭发动机设计过程中,需要考虑HTPB固体推进剂性能随温度和时间变化的因素。
我国复合固体推进剂毒理学研究蒋 芸 彭开良 复合固体推进剂是一种高能、高比冲的火箭燃料,它由多种不同特性的化学物质经过一定工艺复合而成。
第二次世界大战后,1947年美国加利福尼亚工学院喷气实验室首先研制成功聚硫橡胶复合固体推进剂[1]。
由于复合固体推进剂能量高、综合性能好、使用方便、发射迅速,故发展较快。
我国60年代中期开始研制固体火箭,近几十年来,我国在卫星发射、导弹武器研制方面较多的使用复合固体推进剂,目前复合固体推进剂已成为固体推进剂重要的实用品种与发展方向。
70~80年代又推出了高能奥克特金、高氯酸铵、丁羟基推进剂[1]。
至今它是能量最高、综合性能优良的推进剂的主流,代表了80年代以来固体推进剂的先进水平。
为了保证从事推进剂研制、生产、使用、维护人员的身体健康,国防部门在开展推进剂研制工作的同时,委托医学院校及科学院有关部门开展了复合固体推进剂及原材料毒理学及其防护的研究。
现将有关研究结果简述如下。
1 复合固体推进剂的组分表1 复合固体推进剂的组分及功能类别含量(%)功能常用原材料氧化剂60~80供氧高氯酸铵、奥克特金、黑索金、硝酸铵等粘合剂7~20提供燃烧的元素:碳、氢等端羟基聚丁二烯、端羧基聚丁二烯、聚乙二醇、环氧乙烷四氧呋喃共聚醚等燃料20提高推进剂燃烧热、弹性和机械强度铝粉、硼粉、铍粉、三氢化铝、氢化锂铝等固化剂2~3使预聚物变成网状高聚物提高机械强度及化学安定性T DI、IPDI、丙撑亚胺等功能调节剂1~21.固化交联剂交联未固化的预聚物四羟乙基乙二胺、硝化纤维2.固化催化剂调节固化反应率二月桂酸二丁锡、三苯铋等3.增塑剂改善药浆工艺流变性能,降低玻璃化温度以改善低温力学性能,提高推进剂能量癸二酸二异辛酯、硝化甘油、A3、叠氮类含能增塑剂4.燃速调节剂调节燃速与燃速压强指数叔丁基二茂铁、辛基二茂铁卡硼烷硬脂酸铅等5.工艺助剂改善工艺流变性能卵膦脂、十二烷基磺酸钠、硬酯酸甲酯等6.键合剂改善推进剂的力学性能提高其抗拉强度和伸长率M APO、间苯二甲酰丙撑亚胺、三氟化硼三乙醇胺络合物等7.防老剂改善推进剂贮存老化性能A-萘胺、B-萘胺、N,N-二苯基对苯二胺8.安定剂提高推进剂的化学安定性2-硝基二苯胺等9.降温剂降低推进剂燃温二羟基乙二肟等 同济医科大学工业毒理学研究室 (武汉430030)2 复合固体推进剂对人体及环境的危害2.1 中毒 固体推进剂本身是一固体药柱,对人体和环境危害不大。
复合材料的导热系数
解析:
复合材料的导热系数一般在0.6-6.0W/mk之间。
导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在一小时内,通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米·度(W/(m·K),此处为K可用℃代替)。
复合材料的导热系数是一个重要的物理参数,用于评估材料导热性能和热传导能力。
导热系数仅针对存在导热的传热形式,当存在其他形式的热传递形式时,如辐射、对流和传质等多种传热形式时的复合传热关系,复合传热关系通常被称为表观导热系数、显性导热系数或有效导热系数。
此外,导热系数是针对均质材料而言的,实际情况下,还存在有多孔、多层、多结构、各向异性材料,此种材料获得的导热系数实际上是一种综合导热性能的表现,也称之为平均导热系数。
H2O2复合推进剂的能量性能张运刚;庞爱民;肖金武;李文斌;袁华【摘要】H2O2复合推进剂是一种新型绿色高能推进剂.利用最小自由能原理、采用ramj能量计算软件计算了H2O2复合推进剂的能量性能.结果表明,配方中Al含量越高,燃烧产物平均相对分子质量越大,燃温越高;PE含量越高,燃烧产物平均相对分子质量越小,燃温越低.对于LZY/PE/Al/H2O2配方,LZY含量每降低1%,其标准理论比冲大约提高5.9N·s/kg;当LZY含量为7%、H2O2含量在48%~ 70%时,其标准理论比冲最大值均在2740.1~2755.8 N·s/kg之间,几乎与H2O2的绝对含量无关.对于LZY/PE/Al/AlH3/H2O2配方,在H2O2含量相同的条件下,AlH3含量每增加5%,其标准理论比冲大约增加34.3 N·s/kg;当LZY含量为7%、AlH3含量为14%、H2O2含量在48%~66%时,其标准理论比冲均高于2842 N·s/kg.理论计算和试验结果均表明,H2O2复合推进剂的能量性能远高于常规固体推进剂,在固体火箭发动机领域具有广阔的应用前景.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2013(036)005【总页数】6页(P660-665)【关键词】H2O2;复合推进剂;能量性能;理论计算;标准理论比冲【作者】张运刚;庞爱民;肖金武;李文斌;袁华【作者单位】华中科技大学,武汉430074;中国航天科技集团公司四院四十二所,襄阳441003;华中科技大学,武汉430074;中国航天科技集团公司四院四十二所,襄阳441003;中国航天科技集团公司四院四十二所,襄阳441003;中国航天科技集团公司四院四十二所,襄阳441003;中国航天科技集团公司四院四十二所,襄阳441003【正文语种】中文【中图分类】V5120 引言发展高能、绿色环保推进剂是推进剂研究工作者一直努力追求的目标。
推进技术 GAP系复合推进剂的燃烧特性 ——理论燃烧性能与燃速 摘 要 火箭用的固体推进剂要求具有比冲高和燃速范围宽的特性。
为取得高比冲,研究了以GA P(缩水甘油叠氮聚醚)作燃料成分的复合推进剂理论燃烧性能与燃速。
作为氧化剂探讨了高氯酸铵(A P)、硝酸铵(AN)和奥克托金(HM X)。
GA P为生成热49.37kJ mo l的高能物质,而且有自燃性,作为可以高速燃烧的燃料成分兼有很好的粘合剂特性。
虽然GA P的压力指数与温度感度高,但添加AN或HM X可以显著降低温度感度。
而且GA P系复合推进剂的燃速在用A P、HM X或TA GN作氧化剂时受粒度的控制,在用AN作氧化剂时其燃速与粒度无关。
利用粒状扩散火焰模型进行的探讨明确了上述特性。
主题词 复合推进剂 高能推进剂 燃烧性能 推进剂氧化剂前 言固体火箭用复合推进剂采用晶状微粒氧化剂,改变其种类与混合比可取得多种燃烧性能。
本研究为提高复合推进剂的比冲和扩大燃速范围,探讨了以GA P作燃料成分的复合推进剂。
GA P的主要特征是具有2N3基,是一种合成高能物质。
作为晶状氧化剂探讨了A P、AN、HM X和TA GN。
在燃速的测量中,为求燃速与燃烧压力的关系,可以求出压力指数n和温度感度ΡP。
n=( ln r ln P)To(1)………………………………………………… ΡP=( ln r T0)p(2)……………………………………………………式中r为燃速,P为压力,T0为推进剂的初始温度。
这些特性是火箭发动机设计中不可缺少的参数,要求具备比较高的测量精度。
1 理论燃烧性能火箭推进剂的燃烧性能可用下式给出的比冲I sp进行评价。
I sp=1g2ΧΧ-1RM gT f{1-(P eP c)Χ-1Χ}1 2(3)……………………………………式中g为重力加速度,Χ为比热,R为气体常数,M g为燃烧气体分子量,T f为燃烧温度,P e为喷管出口压力,P c为燃烧室压力。
PBT复合固体推进剂的热分解特性研究为研究PBT复合固体推进剂的热分解过程,分别采用差示扫描量热法(DSC)和差示扫描量热仪(ARC),对复合固体推进剂绝热加速量热仪和单组分热分解特性进行了研究,并进行了慢烤试验。
DSC测试结果表明,在10℃/min升高温度条件下,PBT复合推进剂的初始分解温度为183.6℃;推进剂组分的增塑剂初始分解温度最低,为192.9℃,在ARC试验中,推进剂在绝热条件下有三段放热过程,第一段放热过程的初始分解温度为121.7℃,且第一阶段的热分解并未直接引发其他组分的后续热分解反应。
标签:复合固体推进剂;热分解;特性研究复合固体推进剂是一种以聚合物粘结剂为基础,加入固体氧化剂、金属燃烧剂和其它功能助剂的非均质推进剂。
复合固体推进剂的能量性能具有良好的性能和工作性、机械性能和贮存性能,被广泛用作固体火箭发动机动力源中的火箭、导弹和航天车辆,是固体推进剂发展的主要方向。
由于复合固体推进剂的优点,国内外对复合固体推进剂进行了大量的研究。
1 实验1.1 实验试样PBT复合固体推进剂,主要成分:钝感粘结剂PBT/单质炸药HMX/氧化剂AP/还原剂Al/增塑剂BU,固含量78%。
1.2 DSC测试DSC差示扫描量热仪、PBT复合固体推进剂,推进剂的热分解发生在单一成分的DSC测试,密封不锈钢坩埚,10℃/min的升温速率。
1.3 ARC测试考虑到DSC样品量较少,本文继续采用绝热加速度量热仪(ARC)对PBT 复合固体推进剂进行测试,加热温度梯度为4℃,0.02℃/min的检测灵敏度,20min 的等待时间,40~400℃试验溫度;样本球钛合金球,样品的球的质量是11.023g,比热容是0.42J/(g·K),和样品的质量0.099g,然后改变测试温度为60~140℃,对PBT复合固体推进剂的电弧,样品质量为0.498g,其他条件不变。
2 实验结果2.1 DSC测试PBT复合推进剂有三个明显的放热峰。
复合固体推进剂初始热分解温度和爆燃温度试验方法一、引言复合固体推进剂是一种重要的火箭推进剂,其性能直接影响火箭发射的成功与否。
其中,复合固体推进剂的初始热分解温度和爆燃温度是评价其安全性的重要指标。
因此,建立一套可靠的试验方法对于保障火箭发射安全具有重要意义。
二、试验原理复合固体推进剂在高温条件下会发生热分解和爆燃反应,因此可以通过测量其初始热分解温度和爆燃温度来评价其安全性。
初始热分解温度是指在恒定升温速率下,样品开始放出气体时所对应的温度;而爆燃温度则是指在恒定升温速率下,样品开始产生明显压力上升时所对应的温度。
三、试验设备1. 恒定升温速率加热器:用于提供恒定升温速率的加热条件;2. 爆炸压力釜:用于测量样品在高温条件下产生的气体压力;3. 玻璃纤维绝缘线:用于连接加热器和爆炸压力釜;4. 热电偶:用于测量样品温度;5. 数据采集系统:用于记录样品温度和气体压力变化曲线。
四、试验步骤1. 样品制备:将复合固体推进剂样品按一定比例混合均匀,制成直径为10mm,高度为10mm的圆柱形试样;2. 初始热分解温度试验:(1)将试样放入恒定升温速率加热器中,并设置升温速率为20℃/min;(2)当试样开始放出气体时,记录此时的温度,即为初始热分解温度。
3. 爆燃温度试验:(1)将试样放入爆炸压力釜中,并连接好玻璃纤维绝缘线和数据采集系统;(2)关闭爆炸压力釜的排气阀门,并将加热器设置为恒定升温速率模式,升温速率为20℃/min;(3)当数据采集系统显示出明显的气体压力上升曲线时,记录此时的温度,即为爆燃温度。
五、试验注意事项1. 试样应制备均匀,避免出现空隙和不均匀的情况;2. 在试验过程中应保持试验设备的稳定性,避免产生干扰;3. 试样应尽量减小其表面积,以避免气体泄漏;4. 在进行爆燃温度试验时,应注意安全,防止发生意外事故。
六、结论通过上述方法可以测定复合固体推进剂的初始热分解温度和爆燃温度,从而评价其安全性。
复合固体推进剂初始热分解温度和爆燃温度试验方法引言复合固体推进剂是一种常用于火箭发动机的燃料。
了解其初始热分解温度和爆燃温度对于设计安全可靠的推进系统至关重要。
本文将详细探讨复合固体推进剂初始热分解温度和爆燃温度的试验方法。
初始热分解温度试验方法复合固体推进剂的初始热分解温度是指在无外加能量输入的情况下,推进剂开始发生热分解的温度。
以下是一种常用的初始热分解温度试验方法:1. 试验样品准备•从正常生产的复合固体推进剂中,选择足够数量的样品进行试验。
•根据需求,对样品进行必要的预处理,例如研磨、筛分等。
2. 热分解温度装置设置•将试验装置中的热分解温度测量部件(例如热电偶)放置在待测样品的位置上,确保能够准确测量温度。
•设置加热系统,以提供稳定且均匀的热源。
3. 试验过程•将样品放置在试验装置中,并确保与热分解温度测量部件接触良好。
•将试验装置加热至一定的起始温度,例如常温。
•缓慢升温至目标温度,记录样品温度随时间的变化。
•当推进剂开始发生热分解时,观察温度曲线出现异常变化,记录此温度为初始热分解温度。
4. 数据处理与分析•根据实验数据,绘制温度-时间曲线。
•通过观察曲线变化,确定初始热分解温度。
5. 实验注意事项•确保试验装置的安全性,防止可能出现的爆炸、火灾等危险情况。
•严格控制试验过程中的温度升降速度,以避免过快或过慢导致的数据误差。
•选择合适的热分解温度测量部件,并进行校准,以确保测量的准确性。
爆燃温度试验方法爆燃温度是指在一定条件下,复合固体推进剂中的气体与氧气发生爆炸燃烧的最低温度。
以下是一种常用的爆燃温度试验方法:1. 试验样品准备•从正常生产的复合固体推进剂中,选择足够数量的样品进行试验。
•根据需求,对样品进行必要的预处理,例如研磨、筛分等。
2. 爆燃温度装置设置•将试验装置中的样品放置在适当的容器中。
•设置氧气供应系统,以提供足够的氧气用于燃烧。
•确保试验装置具备排除燃烧产物的设备,以保证试验安全。
复合固体推进剂导热系数
复合固体推进剂是一种基于高能材料的火箭推进剂。
由于其高能、高效、高可靠性等优点,广泛应用于火箭发动机、导弹、卫星等领域。
而其中导热系数的大小则直接关系到复合固体推进剂在发射过程中产生的温度分布,进而影响其性能和使用寿命。
因此,研究和掌握复合固体推进剂的导热系数是非常重要的。
复合固体推进剂的导热系数通常由其组成材料的导热系数、比热容、密度等因素综合确定。
常见的复合固体推进剂中,主要是以含氧体、燃料、添加剂等为主要成分且比例不同。
含氧体是指一些化合氧化物、氮化物等化合物,如KClO4、NaN3、NH4ClO4等。
这类材料通常具有较高的密度和比热容,但其导热系数较低。
燃料是指能和含氧体反应产生大量热能的化合物,如聚四氟乙烯(PTFE)、铝粉、硼等。
这类材料通常比含氧体具有更高的导热系数,但其中的具体值也因物质种类、相对含量等不同而有所差异。
添加剂则是指用于改变固体推进剂的燃烧性能(如燃速、密度、气体生成量等)的材料。
常见的添加剂有活性炭、促进剂、稳定剂等。
这些材料对固体推进剂的导热系数并没有直接的影响,但在一定程度上会对其整体性能产生间接的影响。
根据文献资料的统计,不同复合固体推进剂的导热系数范围是比较广的。
例如,KClO4/铝/PTFE 材料的导热系数约为0.2-0.3 W/(m·K),而KClO4/NaN3/PTFE材料的导热系数则约为 0.35-0.42 W/(m·K)。
此外,有些研究还探讨了添加碳纤维等纤维增强材料对复合固体推进剂导热系数的影响,但其结论目前尚未统一。
综上所述,复合固体推进剂的导热系数受其组成材料影响较大,各材质间的比例、结合方式等细节也会对导热系数产生一定的影响。
当然,复合固体推进剂的导热系数也可以通过实验测试和建模方法进行精确计算和预测,在推进剂应用中发挥重要作用。