RU2626033C1 - Installation for determination of solid fuel burning velocity - Google Patents

Installation for determination of solid fuel burning velocity Download PDF

Info

Publication number
RU2626033C1
RU2626033C1 RU2016141671A RU2016141671A RU2626033C1 RU 2626033 C1 RU2626033 C1 RU 2626033C1 RU 2016141671 A RU2016141671 A RU 2016141671A RU 2016141671 A RU2016141671 A RU 2016141671A RU 2626033 C1 RU2626033 C1 RU 2626033C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
insert
sample
installation
solid fuel
Prior art date
Application number
RU2016141671A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Григорьевич Мертешев
Леонид Петрович Гаранин
Николай Матвеевич Пивкин
Виктор Евгеньевич Ковтун
Энсар Халиуллович Афиатуллов
Олег Викторович Ахидов
Людмила Владимировна Аристова
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" filed Critical Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority to RU2016141671A priority Critical patent/RU2626033C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626033C1 publication Critical patent/RU2626033C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/96Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof characterised by specially adapted arrangements for testing or measuring

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: installation for determining solid fuel burning velocity contains a gas pressure source, a combustion chamber, a pressure sensor, a bolt with a reinforced fuel sample, a fuse and a hermetic outlet. The combustion chamber is made of several identical chambers radially installed in the horizontal plane. In each of the chambers there is a control sample in the form of a cylindrical channelless stick, equipped with afterburning channel stick on the side of the igniting torch and put onto the channelless srick with an interference of 1…2 mm by elastic tube connecting the stick with the measuring insert. The length of the elastic tube exceeds the length of the stick by an amount equal to 0.7…1.4 of the inside diameter of the elastic tube. In the central part of the insert there is a light guide and a photosensor. In the body cavity water is placed, filling about 90% of this cavity, and a replaceable nozzle bush with a delivery outlet, which diameter is selected for each type of fuel, is installed.
EFFECT: invention allows to perform direct measurement of the solid fuel burning velocity at high pressure, and exclude the use of an external source of gas pressure.
3 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам, предназначенным для определения скорости горения твердого топлива при высоких давлениях: от двадцати до нескольких сотен мегапаскалей.The invention relates to measuring equipment, namely, devices designed to determine the burning rate of solid fuel at high pressures: from twenty to several hundred megapascals.

Актуальность поставленной задачи обусловлена необходимостью измерения скорости горения твердых топлив (ТТ, далее именуемых - образцы), применяемых для изделий различного назначения:The relevance of the task due to the need to measure the burning rate of solid fuels (TT, hereinafter referred to as “samples”) used for products for various purposes:

- нефтеносных глубоких скважин;- oil deep wells;

- ствольных систем различного назначения;- receiver systems for various purposes;

- твердотопливных устройств для глубоководных систем;- solid fuel devices for deep-sea systems;

- пороховых аккумуляторов давления,- powder pressure accumulators,

работающих при высоких давлениях.operating at high pressures.

Известно устройство для определения скорости горения порохов при высоком переменном давлении: манометрический сосуд (камера), описанный в книге М.Е. Серебрякова - Внутренняя баллистика. М.: Оборонгиз, 1949, стр. 43-46, 105-113.A device for determining the burning rate of gunpowder at high variable pressure: a manometric vessel (chamber), described in the book M.E. Serebryakova - Internal ballistics. M .: Oborongiz, 1949, pp. 43-46, 105-113.

Манометрический сосуд представляет собой стальной толстостенный корпус с двумя резьбовыми отверстиями, заглушенными запальной и измерительной втулками с уплотнительными кольцами. В измерительную втулку установлен датчик давления. Для создания заданного давления в полость сосуда помещен малогабаритный тонкосводный (порядка 1…3 мм) пороховой цилиндрический образец с каналом и воспламенитель.The manometer vessel is a thick-walled steel casing with two threaded holes, muffled by the ignition and measuring bushings with O-rings. A pressure sensor is installed in the measuring sleeve. To create a given pressure, a small-sized fine-arched (about 1 ... 3 mm) powder cylindrical sample with a channel and an ignitor are placed in the cavity of the vessel.

Для пороха с линейным законом, где скорость горения при высоком давлении равна произведению условной единичной скорости на давление, при интегральном методе обработки единичная скорость находится по отношению величины горящего свода образца к импульсу давления, полученному по результатам обработки измеренной зависимости «давление-время».For gunpowder with a linear law, where the burning rate at high pressure is equal to the product of the conditional unit speed and pressure, with the integrated processing method, the unit speed is found in the ratio of the burning set of the sample to the pressure pulse obtained from the processing of the measured pressure-time relationship.

Недостатками такого метода являются:The disadvantages of this method are:

- не прямое измерение скорости горения, а расчетное определение единичной скорости (для линейной формы закона горения вида U=U1⋅P, где U1 - единичная скорость, Р - давление) при определенных допущениях;- not a direct measurement of the burning rate, but the calculation of the unit velocity (for the linear form of the law of combustion of the form U = U 1 ⋅ P, where U 1 is the unit speed, P is the pressure) under certain assumptions;

- переменное (нарастающее до заданного уровня) высокое давление;- variable (increasing to a given level) high pressure;

- относительно малая величина горящего свода.- a relatively small value of the burning arch.

Перечисленные недостатки приводят к значительной (порядка 8%) погрешности определения скорости горения.These shortcomings lead to a significant (about 8%) error in determining the burning rate.

Известны метод, описанный в статье Аксенова B.C., Леонова Г.Н., Любимова А.В., Парфенова А.К., Чикова В.М. Дифференциальный метод измерения скорости горения конденсированных систем в манометрической камере - сб. Физика горения и взрыва. Нсб,. «Наука» СО, 1979, 15, №2, с. 103-107 и устройство Косточко А.А., Александрова В.Н., Диновецкого Б.Д., Косточко А.В. Патент РФ №2236003 опубликован 10.09.2004The known method described in the article by Aksenov B.C., Leonova G.N., Lyubimova A.V., Parfenova A.K., Chikova V.M. The differential method of measuring the burning rate of condensed systems in a manometric chamber - Sat. The physics of combustion and explosion. NSB ,. "Science" SB, 1979, 15, No. 2, p. 103-107 and device Kostochko A.A., Aleksandrova V.N., Dinovetsky B.D., Kostochko A.V. RF patent No. 2236003 published on 09/10/2004

Этот метод определения скорости горения базируется на экспериментальной регистрации изменения давления и его производной в процессе горения.This method of determining the burning rate is based on the experimental recording of changes in pressure and its derivative in the combustion process.

Усилитель сигнала давления выполнен на базе интегральной микросхемы по схеме масштабного усилителя. Он имеет два выхода, один из которых используется для записи давления, а другой - для подачи сигнала на дифференцирующий усилитель.The pressure signal amplifier is made on the basis of an integrated circuit according to the scale amplifier circuit. It has two outputs, one of which is used to record pressure, and the other to supply a signal to a differentiating amplifier.

Последовательное использование характеристических соотношений для определенной формы порохового элемента позволяет по известному значению величины сгоревшего свода к данному моменту времени определить давление в камере и рассчитать скорость горения при этом давлении. Предложенный манометрический сосуд с применением дифференциального метода расчета скорости горения позволил снизить погрешность до 4%, что положительно по сравнению с предыдущим аналогом.Consistent use of characteristic ratios for a certain shape of the powder element allows using the known value of the burnt arch to a given point in time to determine the pressure in the chamber and calculate the burning rate at this pressure. The proposed manometric vessel using the differential method of calculating the burning rate allowed to reduce the error to 4%, which is positive compared to the previous analogue.

Однако серьезным недостатком этого аналога является сложность его применения в условиях промышленного производства при сохранении основных недостатков манометрической камеры с интегральным методом обработки измерений.However, a serious drawback of this analogue is the difficulty of its application in industrial production while maintaining the main disadvantages of the pressure chamber with an integrated method of processing measurements.

Известна конструкция установки для определения скорости горения твердого топлива по патенту РФ на изобретение №2406864 от 27.12.2010, авторы Милехин Ю.М., Кондаков М.А., Гусев С.А., Кононов В.Б., Завьялов А.Т., Калашников В.И. Установка содержит внешний источник давления газов, камеру сгорания, датчик давления и затвор, на котором установлены образцы твердого топлива с запальным проводником и гермовыводом для этого проводника. Образец ТТ выполнен составным и включает бронированный цилиндрический запальный образец с укрепленным на одном его торце запальным проводником и пристыкованные к его противоположному торцу один или несколько последовательно установленных контрольных бронированных образцов. В местах стыков образцов и в конце последнего контрольного образца помещены навески дымного ружейного пороха или твердого топлива с высоким уровнем газообразования. Места стыков прикрыты теплоизолирующей лентой. Длина запального образца ТТ превышает его диаметр. К торцу запального образца со стороны запального проводника прикреплен внутрикамерный источник давления газов в виде небронированного образца ТТ, предназначенный для дополнительного наддува камеры сгорания. Он не может быть использован для значительного повышения давления (в десятки раз выше достигнутого) и времени горения вследствие недостаточного газоприхода и горящего свода, не превышающего свод горения запального образца.The known design of the installation for determining the burning rate of solid fuel according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2406864 dated 12/27/2010, authors Milekhin Yu.M., Kondakov MA, Gusev SA, Kononov VB, Zavyalov AT ., Kalashnikov V.I. The installation contains an external source of gas pressure, a combustion chamber, a pressure sensor and a shutter, on which solid fuel samples with an ignition conductor and a gas outlet for this conductor are installed. The TT specimen is made integral and includes an armored cylindrical ignition specimen with an ignition conductor mounted on one of its end faces and one or more consecutive control armored specimens docked to its opposite end. At the joints of the samples and at the end of the last control sample, samples of smoky gunpowder or solid fuel with a high level of gas formation are placed. The joints are covered with a heat-insulating tape. The length of the firing sample TT exceeds its diameter. An intracameral gas pressure source in the form of an unarmored TT sample is attached to the end face of the ignition sample on the side of the ignition conductor, intended for additional boost of the combustion chamber. It cannot be used for a significant increase in pressure (tens of times higher than achieved) and the burning time due to insufficient gas inlet and burning arch not exceeding the burning set of the ignition sample.

Значительное повышение уровня давления (десятки - сотни мегапаскалей) в подобной установке связано с разработкой - изготовлением (а также эксплуатацией) уникального внешнего источника давления газов в виде сложного компрессора сверхвысокого давления.A significant increase in pressure level (tens to hundreds of megapascals) in such an installation is associated with the development - manufacture (as well as operation) of a unique external gas pressure source in the form of a complex ultra-high pressure compressor.

Последовательно установленные контрольные образцы твердого топлива сгорают поочередно при относительно низких давлениях, время горения каждого измеряется по всплескам давления на осциллограмме «давление-время». В качестве сигнализаторов для определения моментов прохождения фронта пламени в указанном выше патенте применяются подсыпки дымного ружейного пороха между контрольными образцами.Consistently installed solid fuel control samples are burned alternately at relatively low pressures, the burning time of each is measured by pressure surges on the pressure-time waveform. As signaling devices for determining the moments of passage of the flame front in the above patent, add dusting gun powder between the control samples.

Установка по указанному выше патенту принята за прототип.The installation of the above patent is taken as a prototype.

К недостаткам установки-прототипа относятся следующие:The disadvantages of the installation of the prototype include the following:

- в условиях значительного неизменного свободного объема установки и относительно малого газоприхода при последовательном сгорании каждого контрольного образца весьма сложно создать повышенное давление без применения внешнего источника давления газов;- in conditions of a significant unchanged free volume of the installation and a relatively small gas intake during the sequential combustion of each control sample, it is very difficult to create increased pressure without using an external source of gas pressure;

- из-за сглаженного характера всплеска давления при срабатывании порохового сигнализатора появляется повышенная погрешность измерения времени и скорости горения;- due to the smoothed nature of the pressure surge during the operation of the powder alarm, an increased error in measuring the time and burning rate appears;

- так как в камеру сгорания компрессором нагнетается сжатый воздух, а из баллона подается азот, то кислород воздуха, находясь в зоне горения и участвуя в процессе горения топливного контрольного образца, приводит к искажению результата измеренной скорости горения;- since compressed air is injected into the combustion chamber by the compressor and nitrogen is supplied from the cylinder, air oxygen, being in the combustion zone and participating in the combustion of the fuel control sample, leads to a distortion of the result of the measured burning rate;

- повышенная опасность в случае применения внешнего источника давления газов в установке, подобной прототипу, при обслуживании баллонов, компрессоров и магистралей высокого давления.- increased danger in the case of using an external source of gas pressure in an installation similar to the prototype, when servicing cylinders, compressors and high-pressure lines.

Поэтому измерение скорости горения при давлениях от двадцати до нескольких сотен мегапаскалей в указанной установке представляется весьма проблематичным.Therefore, the measurement of the burning rate at pressures from twenty to several hundred megapascals in this installation seems to be very problematic.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание более простой, удобной в обслуживании, экономичной установки, позволяющей проведение прямого измерения скорости горения топлива при повышенных (от 20 до 200 МПа) давлениях и значительном повышении производительности, надежности, безопасности испытаний.The technical problem to which the invention is directed is to create a simpler, more convenient to maintain, economical installation that allows direct measurement of the fuel burning rate at elevated (from 20 to 200 MPa) pressures and a significant increase in productivity, reliability, and test safety.

Технический результат достигается тем, что в установке для определения скорости горения твердого топлива, содержащей источник давления газов, камеру сгорания, датчик давления и затвор, на котором укреплены образец с запалом и гермовыводом, камера сгорания выполнена из нескольких радиально установленных в горизонтальной плоскости одинаковых камер с размещенным в каждой контрольным образцом в виде цилиндрической бесканальной шашки, снабженной со стороны запала форсажными канальными шашками и надетой на бесканальную шашку с натягом в 1…2 мм эластичной трубкой, соединяющей шашку с измерительной вставкой. Длина этой трубки превышает длину шашки на величину крепления к вставке Lкрепл.=(0,7…1,4)d, где Lкрепл. - дополнительная длина трубки для крепления образца к измерительной вставке, d - внутренний диаметр эластичной трубки различных типоразмеров, а в центральной части вставки расположены светопровод и фотодатчик. В полость корпуса помещена вода, заполняющая около 90% этой полости, в нижней части корпуса установлена сменная сопловая втулка с расходным отверстием, диаметр которого подбирается для каждого вида топлива.The technical result is achieved by the fact that in the installation for determining the burning rate of solid fuel containing a gas pressure source, a combustion chamber, a pressure sensor and a shutter, on which a sample with a fuse and a gas outlet are mounted, the combustion chamber is made of several identical chambers radially mounted in the horizontal plane with placed in each control sample in the form of a cylindrical channelless checker, equipped on the fuse side with afterburner channel checkers and worn on a channelless checker with an interference fit of 1 2mm elastic tube connecting to the measuring insert checker. The length of this tube exceeds the length of the checker by the amount of attachment to the insert L mount. = (0.7 ... 1.4) d, where L is fastened . - the additional length of the tube for attaching the sample to the measuring insert, d is the inner diameter of the elastic tube of various sizes, and in the central part of the insert there is a light guide and a photosensor. Water is filled into the body cavity, filling about 90% of this cavity; in the lower part of the body there is a replaceable nozzle sleeve with a flow hole, the diameter of which is selected for each type of fuel.

Предлагаемое изобретение поясняется фигурами 1, 2 и 3.The invention is illustrated by figures 1, 2 and 3.

На фиг. 1 схематически представлена установка для определения скорости горения твердого топлива при высоком давлении.In FIG. 1 schematically shows an apparatus for determining the burning rate of solid fuel at high pressure.

На фиг. 2 - вид на установку сверху.In FIG. 2 is a top view of the installation.

На фиг. 3 представлена типовая осциллограмма испытания образца ТТ, собранного из четырех контрольных и форсажных шашек, в установке.In FIG. Figure 3 shows a typical oscillogram of testing a sample of a CT assembled from four control and afterburners in an installation.

1 - воспламенитель; 2 - запальная вставка; 3 - затвор; 4 - форсажные шашки; 5 - контрольный образец; 6 - камера сгорания; 7 - эластичная трубка; 8 - пороховой сигнализатор; 9 - светопровод; 10 - измерительная вставка; 11 - фотодатчик; 12 - зажим; 13 - корпус; 14 - вода; 15 - сопловая втулка; 16 - датчик давления; 17 - вышибная пробка.1 - igniter; 2 - ignition insert; 3 - shutter; 4 - afterburners; 5 - control sample; 6 - combustion chamber; 7 - an elastic tube; 8 - powder alarm; 9 - light guide; 10 - measuring insert; 11 - photosensor; 12 - clamp; 13 - case; 14 - water; 15 - nozzle sleeve; 16 - pressure sensor; 17 - kick plug.

На фиг. 3 - следующие обозначения: Р - запись кривой давления, τ - время горения образцов; а, б, в, г - световые импульсы в конце горения каждого образца.In FIG. 3 - the following notation: P is the pressure curve record, τ is the burning time of the samples; a, b, c, d - light pulses at the end of combustion of each sample.

Установка для определения скорости горения твердого топлива при высоком давлении (УВД) состоит из корпуса 13 и нескольких камер сгорания 6.Installation for determining the burning rate of solid fuel at high pressure (ATC) consists of a housing 13 and several combustion chambers 6.

Сверху в горловине корпуса 13 закреплена запальная втулка 2 и воспламенитель 1.Above, in the neck of the housing 13, an ignition sleeve 2 and an igniter 1 are fixed.

Напротив воспламенителя 1 размещены в горизонтальной плоскости одинаковые камеры сгорания 6, в каждую из которых установлен контрольный образец 5 в виде цилиндрической бесканальной шашки, собранной с эластичной обжимающей трубкой 7 с натягом в 1…2 мм. Длина трубки выполнена больше на величину крепления Lкрепл.=(0,7…1,4)⋅d, где Lкрепл. - дополнительная длина трубки для крепления образца 5 к измерительной вставке 10, d - внутренний диаметр трубки. К запальному торцу каждого контрольного образца пристыкованы канальные небронированные форсажные шашки 4, другим торцом контрольный образец прикреплен эластичной трубкой 7 к измерительной вставке 10, в центральную часть которой вставлен конический светопровод 9 и фотодатчик 11. Между конечным торцом каждого образца и внутренним торцом каждой измерительной вставки помещен сигнализатор 8 сферического тонкосводного пороха.Opposite the igniter 1, identical combustion chambers 6 are placed in a horizontal plane, each of which contains a control sample 5 in the form of a cylindrical channelless checker assembled with an elastic compression tube 7 with an interference fit of 1 ... 2 mm. The length of the tube is made larger by the amount of fastening L fastened. = (0.7 ... 1.4) ⋅d, where L was fastened. - the additional length of the tube for attaching the sample 5 to the measuring insert 10, d is the inner diameter of the tube. Channel unarmoured afterburners 4 are docked to the ignition end of each control sample, the control sample is attached with the other end with an elastic tube 7 to the measuring insert 10, in the central part of which there is a conical light guide 9 and a photo sensor 11. Between the end end of each sample and the inner end of each measuring insert detector 8 spherical fine powder.

В полость корпуса 13 помещена вода 14, заполняющая около 90% этой полости.Water 14 is placed in the cavity of the housing 13, filling about 90% of this cavity.

В нижней части корпуса 13 размещены датчик давления 16, сопловая втулка 15 со сменным вкладышем и вышибная пробка 17.In the lower part of the housing 13 there is a pressure sensor 16, a nozzle sleeve 15 with a replaceable insert and a knockout plug 17.

Перед огневыми испытаниями по измерению скорости горения твердотопливного образца при заданном высоком давлении в нижнее отверстие корпуса 13 устанавливается датчик давления 16, крепится сопловая втулка 15 заданного размера, подбираемого для каждого вида испытуемого топлива. В сопловую втулку вставляется вышибная пробка 17.Before the fire tests to measure the burning rate of a solid fuel sample at a given high pressure, a pressure sensor 16 is installed in the lower opening of the housing 13, a nozzle sleeve 15 of a given size, selected for each type of test fuel, is attached. Knockout plug 17 is inserted into the nozzle sleeve.

Полость корпуса заполняется водой 14 до уровня, на 1…1,5 см ниже кромки отверстий, соединяющих внутреннюю полость с присоединенными камерами сгорания 6. Это составляет около 90% объема полости.The body cavity is filled with water 14 to a level 1 ... 1.5 cm below the edge of the holes connecting the internal cavity with the attached combustion chambers 6. This is about 90% of the volume of the cavity.

Каждая контрольная бесканальная шашка 5 собирается с натягом в 1…2 мм с эластичной трубкой 7, в которую помещается пороховой сигнализатор 8. Этим концом эластичная трубка за счет дополнительной длины Lкрепл. крепится к измерительной вставке 10.Each control channelless checker 5 is assembled with an interference fit of 1 ... 2 mm with an elastic tube 7 into which a powder detector 8 is placed. At this end, the elastic tube due to the additional length L of the fastener. attached to measuring insert 10.

Закрепление подготовленных сборок с контрольными образцами в камерах сгорания производится зажимами 12, в которые вставляются фотодатчики 11.Fastening of the prepared assemblies with control samples in the combustion chambers is done by clamps 12, into which photosensors 11 are inserted.

В горловину корпуса устанавливаются запальная вставка 2 с подсоединенным к ней воспламенителем 1 и затвор 3.An ignition insert 2 with an igniter 1 and a shutter 3 connected to it is installed in the neck of the housing.

Установка работает следующим образом. При подаче электропитания через запальную вставку 2 с помощью воспламенителя 1 происходит зажигание небронированных форсажных шашек 4 (с относительно малым горящим сводом) и контрольных бесканальных образцов 5, расположенных в камерах сгорания 6. Зажигание всех топливных образцов происходит одновременно вследствие наличия газовой связи между камерами сгорания.Installation works as follows. When power is supplied through the ignition insert 2 using the igniter 1, ignition of the unarmored afterburners 4 (with a relatively small burning dome) and control channelless samples 5 located in the combustion chambers 6 are ignited. All fuel samples are ignited simultaneously due to the gas connection between the combustion chambers.

Постоянство высокого давления в установке предлагаемой конструкции обеспечивается применением воды (вместо высокотемпературных продуктов сгорания топлива, содержащих определенное количество конденсированных частиц в виде, например, оксидов металлов и соляной кислоты для отдельных типов топлив) во время измерения скорости горения, вследствие чего расходное отверстие сопловой втулки сохраняет свои размеры.The constant high pressure in the installation of the proposed design is ensured by the use of water (instead of high-temperature products of fuel combustion, containing a certain amount of condensed particles in the form, for example, metal oxides and hydrochloric acid for certain types of fuels) during the measurement of the burning rate, as a result of which the nozzle sleeve consumes aperture their sizes.

При достижении фронтом горения порохового сигнализатора 8 происходит быстрое (вследствие малого горящего свода и большой скорости горения при высоком давлении) сгорание этого сигнализатора, а световой импульс по светопроводу 9 измерительной вставки поступает на фотодатчик 11 и регистрирующую аппаратуру в форме автономного четкого пика для каждого контрольного образца.When the combustion front reaches the powder detector 8, the detector rapidly (due to the small burning arch and high burning speed at high pressure) burns out, and the light pulse through the optical fiber 9 of the measuring insert enters the photosensor 11 and the recording equipment in the form of an autonomous clear peak for each control sample .

Время горения каждого контрольного образца - τк находится как τкконнач, где τнач - начало горения в момент достижения 0,75⋅Pсpср - среднеинтегральное давление), τкон - конец горения, определяется по моменту засветки фотодатчика.The burning time of each control sample, τ k, is found as τ k = τ kon- τ nach , where τ nach is the beginning of combustion at the time of reaching 0.75⋅P cp (P cf is the average integral pressure), τ kon is the end of combustion, is determined by the time of exposure of the photosensor.

При проведении огневых испытаний контролируется по монитору компьютера внутрикамерное давление. После окончания горения контрольных образцов и истечения продуктов сгорания из установки наблюдается снижение давления до атмосферного.When conducting fire tests, the intra-chamber pressure is monitored on a computer monitor. After the combustion of control samples and the expiration of combustion products from the installation, a decrease in pressure to atmospheric is observed.

Конструктивные решения предлагаемой установки позволяют устранить отмеченные для аналогов и прототипа недостатки.Constructive solutions of the proposed installation can eliminate the drawbacks noted for analogues and prototype.

С применением предлагаемой УВД обеспечивается проведение прямого измерения скорости горения широкого ряда твердых топлив, горящих по различным законам при высоком постоянном давлении.Using the proposed ATC, a direct measurement of the burning rate of a wide range of solid fuels burning under various laws at high constant pressure is provided.

Применение нескольких одинаковых бесканальных контрольных образцов (с форсажными канальными шашками), расположенных радиально в одной плоскости, позволяет создавать высокое давление (от 20 до 200 МПа и более) без использования внешнего источника давления газа.The use of several identical channelless control samples (with afterburner channel blocks) located radially in the same plane allows you to create high pressure (from 20 to 200 MPa or more) without using an external gas pressure source.

Указанные конструктивные решения наряду с измерением времени горения с помощью фотодатчиков позволяют измерять скорость горения с заданной погрешностью (не более 2%).The indicated design solutions along with the measurement of the burning time with the help of photosensors allow measuring the burning rate with a given error (no more than 2%).

При этом снижена опасность, возникающая при обслуживании устройств высокого давления, в результате исключения применения внешнего источника давления газа.At the same time, the danger arising from the maintenance of high-pressure devices is reduced as a result of eliminating the use of an external gas pressure source.

Постоянное давление при нарастающем приходе газа поддерживается за счет увеличения объема полости при истечении из нее воды через сменную сопловую втулку с расходным отверстием, диаметр которого подбирается для каждого типа топлива. Именно применение воды позволяет сохранить диаметр отверстия сопловой втулки во время испытаний.Constant pressure during increasing gas supply is maintained by increasing the volume of the cavity when water flows out of it through a replaceable nozzle sleeve with a flow hole, the diameter of which is selected for each type of fuel. It is the use of water that allows you to save the diameter of the nozzle bore during testing.

Таким образом, обеспечивается надежное измерение скорости горения контрольных образцов ТТ при высоком постоянном давлении с одновременным снижением опасности разборки УВД вследствие отсутствия внутрикамерного давления после испытания и в связи с удалением внешнего источника давления газа.This ensures reliable measurement of the burning rate of control TT samples at high constant pressure, while reducing the risk of disassembling the ATC due to the lack of chamber pressure after the test and in connection with the removal of an external gas pressure source.

Испытания предлагаемой установки в условиях опытного полузаводского производства АО «НИИПМ» подтвердили ее эффективность.Tests of the proposed installation in a pilot semi-factory production of JSC "NIIPM" confirmed its effectiveness.

Claims (1)

Установка для определения скорости горения твердого топлива (ТТ), содержащая источник давления газов, камеру сгорания, датчик давления и затвор, на котором укреплены образец ТТ с запалом и гермовыводом, отличающаяся тем, что камера сгорания выполнена из нескольких радиально установленных в горизонтальной плоскости одинаковых камер с размещенным в каждой контрольным образцом в виде цилиндрической бесканальной шашки, снабженной со стороны запала форсажными канальными шашками и надетой на бесканальную шашку с натягом в 1…2 мм эластичной трубкой, соединяющей шашку с измерительной вставкой, причем длина этой трубки превышает длину шашки на величину крепления к вставке Lкрепл.=(0,7…1,4)⋅d, где Lкрепл. - дополнительная длина трубки для крепления образца к измерительной вставке, d - внутренний диаметр эластичной трубки различных типоразмеров, в центральной части вставки расположены светопровод и фотодатчик; при этом в полость корпуса помещена вода, заполняющая около 90% этой полости, а в нижней части корпуса установлена сменная сопловая втулка с расходным отверстием, диаметр которого подбирается для каждого типа топлива.Installation for determining the burning rate of solid fuel (TT), containing a gas pressure source, a combustion chamber, a pressure sensor and a shutter, on which a TT sample with a fuse and a pressure relief are mounted, characterized in that the combustion chamber is made of several identical chambers radially mounted in the horizontal plane with a control cylinder placed in each control sample in the form of a cylindrical channelless checker equipped with afterburner channel checkers and worn on a channelless checker with an interference fit of 1 ... 2 mm elastic deckhouse connecting checker with the measuring insert, wherein the tube is longer than a length of the magnitude checkers fastening to insert L mountable. = (0.7 ... 1.4) ⋅d, where L was fastened. - the additional length of the tube for attaching the sample to the measuring insert, d is the inner diameter of the elastic tube of various sizes, in the central part of the insert are a light guide and a photosensor; at the same time, water is placed in the body cavity, filling about 90% of this cavity, and in the lower part of the body there is a replaceable nozzle sleeve with a flow hole, the diameter of which is selected for each type of fuel.
RU2016141671A 2016-10-24 2016-10-24 Installation for determination of solid fuel burning velocity RU2626033C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141671A RU2626033C1 (en) 2016-10-24 2016-10-24 Installation for determination of solid fuel burning velocity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141671A RU2626033C1 (en) 2016-10-24 2016-10-24 Installation for determination of solid fuel burning velocity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626033C1 true RU2626033C1 (en) 2017-07-21

Family

ID=59495681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141671A RU2626033C1 (en) 2016-10-24 2016-10-24 Installation for determination of solid fuel burning velocity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626033C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108825407A (en) * 2018-07-05 2018-11-16 北京理工大学 A kind of solid propellant rocket ground high overload test device
RU2697072C1 (en) * 2018-06-27 2019-08-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Apparatus for determining burning rate of solid fuel
RU2702313C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-07 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Test bench for determining value of hinged moment of gas flow rate regulators

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3201973A (en) * 1962-12-14 1965-08-24 John E Fitzgerald Solid propellant burning rate detector
US4554823A (en) * 1984-06-25 1985-11-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for burning rate characterization of solid propellants
RU2194874C2 (en) * 2001-03-01 2002-12-20 Федеральный центр двойных технологий "Союз" Plant for determining burning rate of solid propellant
RU2267636C1 (en) * 2004-06-18 2006-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Method to determine solid propellant burning rate
RU2406864C1 (en) * 2009-09-02 2010-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Plant for determining burning speed of solid rocket fuel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3201973A (en) * 1962-12-14 1965-08-24 John E Fitzgerald Solid propellant burning rate detector
US4554823A (en) * 1984-06-25 1985-11-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for burning rate characterization of solid propellants
RU2194874C2 (en) * 2001-03-01 2002-12-20 Федеральный центр двойных технологий "Союз" Plant for determining burning rate of solid propellant
RU2267636C1 (en) * 2004-06-18 2006-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Method to determine solid propellant burning rate
RU2406864C1 (en) * 2009-09-02 2010-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Plant for determining burning speed of solid rocket fuel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697072C1 (en) * 2018-06-27 2019-08-12 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов" Apparatus for determining burning rate of solid fuel
CN108825407A (en) * 2018-07-05 2018-11-16 北京理工大学 A kind of solid propellant rocket ground high overload test device
RU2702313C1 (en) * 2018-12-26 2019-10-07 Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ") Test bench for determining value of hinged moment of gas flow rate regulators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2626033C1 (en) Installation for determination of solid fuel burning velocity
Takeno et al. Dispersion and explosion field tests for 40 MPa pressurized hydrogen
CN112082798A (en) Visual test device for accurately testing unsteady detonation flame arrester effect of combustible gas
CN102216688A (en) Active combustion control for a turbine engine
CN101339182B (en) Propellant combustion tail gas quantitatively measuring device
CN109975358A (en) A kind of experimental system and method for half open space gases explosion
CN212674463U (en) Visual test device for accurately testing unsteady detonation flame arrester effect of combustible gas
RU2447436C1 (en) Plant for powder burning
CN206906014U (en) A kind of inflammable gas pipeline spark arrester Performance Test System
Kuracina et al. A new 365-litre dust explosion chamber: Design and testing
RU2406864C1 (en) Plant for determining burning speed of solid rocket fuel
Ghicioi et al. PREVENTION OF ACCIDENTAL POLLUTION WITH COMBUSTION GASES AFTER THE OCCURRENCE OF EXPLOSIONS.
Cooper et al. Effect of deflagration-to-detonation transition on pulse detonation engine impulse
Kauffman et al. Turbulent and accelerating dust flames
CN110006949A (en) Gas burst experimental provision and method based on product analysis
CN111487053A (en) Flame arrester test system
CN202044683U (en) Flame arrester for petroleum gas pipeline
RU133919U1 (en) MANOMETRIC VESSEL WITH THROWER SIMULATOR
CN207847601U (en) A kind of adjustable unit gun apparatus of the height of burst
RU2697072C1 (en) Apparatus for determining burning rate of solid fuel
CN110208321A (en) A kind of combustible gas explosion limit analysis system
RU182995U1 (en) Manometer bomb
CN109556450A (en) A kind of cannon recuperator means liquid inspection method and device based on detection bullet
CN215487870U (en) Cut-off valve and zirconia oxygen analyzer explosion-proof detector comprising same
RU2694824C1 (en) Pyrotechnics testing device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201025