4. Термічне розкладання перекису водню у вогневому просторі газогенератора. Моделювання процесу

Анотація: Розроблені дві моделі для дослідження термічного розкладання концентрованого перекису водню: у потоці високотемпературних продуктів розкладання (1) та для розрахунку властивостей продуктів розкладання після каталізатора (2). Першу модель застосовують для стаціонарної адіабатичної течії, вона містить умови масового балансу, випаровування краплі, розкладання в газовій фазі та закони збереження в контрольному об’ємі. Модель ураховує ступінь концентрації концентрованого перекису водню первинного та вторинного потоків, масові витрати потоків, початкові температури рідкого концентрованого перекису водню, що надходить у різні зони газогенератора. Друга модель зручна для розрахунків властивостей продуктів розкладання після каталізатора, де відбувається повне розкладення концентрованого перекису водню, параметри парогазу визначають тільки енергетичним балансом реакції розкладання. Ця модель також ураховує концентрацію рідкого перекису та його початкову температуру. Результати розрахунку течії за першою моделлю демонструють значний вплив на процес розкладання концентрованого перекису водню з певним розміром краплі і витрати вторинного, впорскуваного, потоку. У цілому результати розрахунку показують, що є обмеження за кількістю вторинного потоку (маса вторинного потоку не повинна перевищувати ~30–40 % від загальної маси, що проходить через контрольний об’єм газогенератора, оскільки на випаровування рідкого перекису витрачається тепло від первинного потоку його температура на початку зони перемішування знижується) та що існує оптимальний діаметр крапель під час розпилювання вторинного потоку, який зумовлений допустимим часом перебування у вогневому просторі газогенератора (а також припустимим ступенем локального зменшення температури в місці впорскування рідкого перекису: чим менше крапля, тим більша інтенсивність випаровування та більше відбирання тепла від високотемпературного газу). Рекомендовано спрощений підхід до розрахунку параметрів парогазу за умови, що витрата вторинного потоку не перевищуватиме ~25 % від загальної.