سوخت و گرين

mahdi.adelinasab

کاربر بیش فعال
کاربر ممتاز
سلام ديگه موقعش رسيده كه بيايم و دلي از غذا هاي علمي در بياريم.
حالشو ببرين
اين متن تحقيقي هست كه من براي درس ترمو 4 سال پيش ارائه كرده بودم
اسم استادم آقاي دكتر فضلعلي بوده كه 11 سال روي سوخت جامد موشك شهاب 3 كار كرده بودند. و انسان شريفي بودند
يادشان به خير
==========================================================

[FONT=&quot]اگر تابع سرعت سوختن مشخص و روشن باشد، مي‌توانيم پيش ران، فشار و دبي جرمي را محاسبه كنيم. اما اين محاسبات فقط در صورتي صحيح خواهد بود كه واقعاً بتوان گرين را پيوسته و يكنواخت در نظر گرفت. در عمل، گرين كاملاً يكنواخت نيست و تامين كردن يكنواختي آن كار ساده‌اي نيست. براي گرين‌هاي معمولي اين كار عملي است، اما براي گرين‌هاي بزرگ مشكل است و براي گرين‌هاي خيلي بزرگ چند ده تني و صد تني حل چنين مساله‌اي از نظر تكنولوژي غير ممكن است.[/FONT]
[FONT=&quot]كاملاً واضح است كه گرين نبايد به هيچ وجه ترك و يا خلل و فرج داشته باشد كه شعله بتواند به داخل آن نفوذ كند و گرين از داخل شروع به سوختن كند. البته اين موضوع نه فقط به شرايط تكنولوژي توليد، بلكه وابستگي زيادي به شرايط نگهداري دراز مدت گرين در انبار دارد. ساختار و خواص فيزيكي حبس نبايد نسبت به زمان تغيير كند و ايجاد ترك و تغيير شكل نسبت به زمان مجاز نيست. بررسي اين مسايل، مرتبط با شيمي، مكانيك. تكنولوژي ساخت و سازمان دهي توليد و شرايط نگهداري گرين‌هاي سوخت جامد است. انرژي بالايي كه از سوخت با تركيب شيميايي معين مورد انتظار است، ممكن است تحت نسبت اپتيمم عناصر حاصل نشود و مجبور شويم عناصري را به آن اضافه كنيم. اين اضافات تغيير دهندة تركيب، ممكن است باعث پايين آمدن پيش ران مخصوص مي‌شود. به عنوان مثال تمايل به ساخت سوختني كه براي شكل دهي راحت‌تر باشد، ممكن است روي خواص خزشي و تغيير شكل آن در دراز مدت اثر بگذارد. هنگام آناليز مسايل مشابه بايد درجه حرارت و رطوبت در حين نگهداري را در نظر گرفت و علاوه بر آنها درخصوص تكنولوژي خود محفظه بايد به نحوة جا زدن گرين در داخل محفظه و چگونگي ارتباط آن با بدنة محفظه توجه خاص داشت. اين سوال‌ها را نمي‌تواند بدون مشخصه‌هاي كلي تركيب شيميايي و ساختار سوخت جامد پاسخ داد. بنابراين، در فصل بعدي در مورد تركيب شيميايي سوخت صحبت خواهيم كرد.[/FONT]
[FONT=&quot]در زمان حاضر همة سوخت‌هاي جامد كاربردي را در حالت كلي مي‌توان به دو دسته اصلي تقسيم كرد: سوخت‌هاي دو پايه و كامپوزيت. اين دو نوع سوخت برحسب تركيب‌هاي شيميايي و خواص مكانيكي، روش‌هاي توليد سوخت و تكنولوژي استفاده شده براي توليد گرين آنها متفاوت است كه در واقع اين موضوع به فرق اساسي در سازة موتورهاي موشك مربوط مي‌شود.[/FONT]
[FONT=&quot]سوخت‌هاي دو پايه از حلال جامد نيتروسلولز همراه با نيتروگلسيرين، توأم با مقداري عناصر ديگر كه براي بهبود خواص فيزيكي-شيميايي و مكانيكي لازم است، تشكيل مي‌شود. مشكل اصلي ساخت گرين‌هاي سوخت دو پايه به توليد گرين‌هاي بزرگ با ضخامت زياد و يكنواخت (همگون) از نظر تركيبي برمي‌گردد. امروزه اين مشكل با روش پرسي حل مي‌شود. نيتروسلولز همراه با نيتروگلسيرين و اضافات لازم با حجم زيادي آب (10 : 1) مخلوط مي‌شود. سوسپانسيون به دست آمده از فيلتر عبور داده مي‌شود و سانتريفوژ مي‌گردد. جرم به دست آمده را با هواي گرم خشك مي‌كنند تا مقدار رطوبت لازم به 12-10% برسد. سپس اين مخلوط در حالت گرم، رطوبت گيري مي‌شود تا زماني كه رطوبت آن به اندازة دهم درصد برسد. محصول به دست آمده تحت پرس، فرم دلخواه را به خود مي‌گيرد. روشهاي ديگري نيز براي توليد گرين وجود دارد. اين روشها بر اساس توليد اوليه گرانولي سوخت است به طوري كه با پلاستيفيكاتور آغشته مي‌شود و به صورت گرم به فرم يك جرم همگن درمي‌آيد.[/FONT]
[FONT=&quot]سوخت‌هاي دو پايه را معمولاً هموژن مي‌نامند، نه به خاطر اين كه داراي يكنواختي بالاست، بلكه براي اين كه نقطه مقابل سوخت‌هاي كامپوزيت است به اين است خوانده مي‌شوند.[/FONT]
[FONT=&quot]سوخت‌هاي كامپوزيت قادر هستند كه پيش ران مخصوص در خلاء معادل 300-290 واحد را بدهند. در صورتيكه سوخت‌هاي دو پايه نمي توانند مقداري بيش از 240-230 واحد را ايجاد كنند. همانطور كه مي‌بينيم سوختهاي كامپوزيت نه تنها مي‌توانند با بعضي از سوخت‌هاي مايع رقابت كنند (به عنوان مثال اكسيژن، الكل اتيليك)، بلكه مقدار پيش ران ويژه آنها بيشتر هم هست.[/FONT]
[FONT=&quot]تكنولوژي ريخته گري سوخت‌هاي كامپوزيت به مشكل توليد گرين‌هاي با قطر بزرگ غلبه كرد، در صورتيكه هنوز اين مشكل در توليد گرين‌هايي با سوخت‌هاي دو پايه حل نشده است. سرعت سوختن سوخت‌هاي كامپوزيت نسبت به سوخت‌هاي دو پايه، حساسيت كمتري نسبت به درجه حرارت گرين و فشار در محفظه دارد. مفهوم آن در مقادير بالاي ثابت [/FONT]B[FONT=&quot] مقادير كم نماد [/FONT]v[FONT=&quot] در فرمول 2-3 براي سوخت‌هاي كامپوزيت نهفته است. از طرف ديگر با توجه به همگوني ساختار سوخت‌هاي دو پايه و عدم تغيير نسبي پارامترها از نمونه‌اي به نمونه ديگر، مي‌توان انبوهي از آنها را با خواص مشابه توليد كرد. همچنين در هنگام نگهداري، سوخت‌هاي دو پايه نسبت به سوخت‌هاي كامپوزيت پايداري بيشتري از خود نشان مي‌دهند. سوخت‌هاي جامد مقاومت بالايي ندارند و كساني كه با فلزات كار كرده‌اند متوجه مي‌شوند كه حد مقاومت سوخت‌هاي جامد خيلي كم است. در حين تغيير درجه حرارت از 40- تا 40 درجه سانتيگراد، حد مقاومت سوخت‌هاي دو پايه براي بعضي از شرايط استاندارد بارگذاري از 300 تا 25 كيلوگرم نيرو بر سانتي‌متر مربع تغيير مي‌يابد و براي سوخت‌هاي كامپوزيت، حد مقاومت در همين رنج درجه حرارت براي همين شرايط استاندارد، از 60 تا 10 كيلوگرم نيرو بر سانتي‌متر مربع تغيير مي‌يابد. انبساط طولي در حال انفجار براي سوخت‌هاي كامپوزيت حدود دو برابر بيشتر از سوخت‌هاي دو پايه است و در نتيجه مابقي مشخصات مكانيكي، كاملاً وابسته به اعمال فشار در هنگام تست است.[/FONT]
 
بالا