氧化鐵粒徑對固體推進劑火焰特征參數影響的試驗研究
關鍵詞：固體推進劑 氧化鐵 火焰高度 質量損失速率 熱釋放速率
摘要：針對5-氨基四氮唑/硝酸鍶固體推進劑在實際應用中存在的推進劑火焰偏大、容易在滅火裝置噴口處形成外噴火焰的問題,選用了微米氧化鐵和納米氧化鐵作為催化劑,分別從火焰形態、質量損失速率、熱釋放速率、無量綱火焰高度模型幾個角度開展研究,對比了兩種不同粒徑的氧化鐵對5-氨基四氮唑/硝酸鍶固體推進劑燃燒火焰的優化效果。根據燃燒試驗結果,發現不論是富氧燃燒還是貧氧燃燒,在降低推進劑燃燒時的火焰高度方面,微米氧化鐵均明顯優于納米氧化鐵;在提高質量損失速率方面,微米氧化鐵的加速效果也要優于納米氧化鐵。基于傳統的液態燃料油池火發展的火焰高度預測模型,將無量綱火焰高度與熱釋放速率的分析關系應用到固體推進劑燃燒領域,考慮使用無量綱火焰高度的分析方法,對固體推進劑燃燒過程中的火焰高度進行預測,建立了5-氨基四氮唑/硝酸鍶固體推進劑的無量綱火焰高度模型,發現不含氧化鐵和含有氧化鐵的5-氨基四氮唑/硝酸鍶固體推進劑燃燒時的火焰高度與熱釋放速率的n次方成正比,該無量綱擬合可以對固體推進劑火焰高度進行預測。最終,得出了微米氧化鐵比納米氧化鐵更適合作為催化劑被用于5-氨基四氮唑/硝酸鍶推進劑中,有利于提高固體推進式滅火裝置的滅火效果。
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