發(fā)射藥氧平衡對燃燒產(chǎn)物濃度影響計算

1、 目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc13425 1 引言 .50690947.490966由表3.6計算結果可知，增加二硝基甲苯含量，氧平衡降低。對比表3.2可見，當火藥氧平衡降低時，火藥的不完全氧化現(xiàn)象表現(xiàn)的更為明顯，生成焓較小的CO2和H2O的生成量降低，根據(jù)原子守恒原理，CO和H2的生成量則增加。由于N為載氣體，只有在下面的解離反應中才會與O由關聯(lián)H2O+1/2N2H2+NO解離程度不大，因此N2的生成量不會隨氧平衡的改變而產(chǎn)生較大浮動。此時完全氧化程度降低，但比容有所增加。3.3 小結火藥的氧平衡直接影響著火藥的燃燒產(chǎn)物濃度及比容。氧平衡的提高，可以使可

2、燃元素燃燒的更完全，火藥的完全氧化程度越大。另外，氧化元素O的摩爾物質(zhì)的量較可燃元素C、H均大，因此氧平衡的提高會使火藥的火藥中C、H元素相對減少，生成氣體也隨之減少，故而比容通常會降低。4 結論本文根據(jù)最小吉布斯自由能法建立數(shù)學模型求火藥燃燒產(chǎn)物濃度。在求解過程中，以平衡迭代法計算初始值，以列主元法計算求解線性方程組。以SF-2火藥為例，計算其燃燒產(chǎn)物濃度，并改變SF-2火藥中的各組分比例，使其氧平衡發(fā)生變化，前后的計算結果對比表明：當改變火藥組分比使火藥氧平衡提高時，標準生成焓較大的CO、H2更易充分燃燒生成標準生成焓較小的CO2和H2O，致使CO、H2含量相對降低，CO2、H2O含量相對

3、增加；相應地，改變火藥組分比使氧平衡降低則會使產(chǎn)物發(fā)生與之相反的變化。因此在火藥設計中，要綜合考慮武器對火藥的性能要求，合理選取氧平衡，調(diào)節(jié)放熱量與比容，減少有毒有害氣體的產(chǎn)生，保障工作人員的安全。由平衡迭代法求解的初始值與燃燒產(chǎn)物實際濃度相差不多，因而減少了后續(xù)工作的計算量。從上面例子可以看出, 利用最小自由能法可以計算火藥燃燒產(chǎn)物濃度，進而為研究火藥燃燒性能與能量性能奠定基礎，使火藥的配方設計更具針對性。 但是, 該計算的不足之處在于只是考慮了理想狀態(tài)下的氣體產(chǎn)物。 在實際計算中還應考慮固態(tài)產(chǎn)物和實際氣體, 計算量會加大。隨著計算機技術的發(fā)展, 這個問題會得到很好的解決。 附錄C語言程序代

4、碼#include #include #define n 5#define P 300000#define T 3500#define R 8.314#define K 7.822float ini(float a,float b,float c,float d,int i)float x5,A;A=(K*(a+b/2-c)+c)/(2*(K-1);x0=-A+sqrt(A*A+a*(c-a)/(K-1);x1=a-x0;x2=c-a-x0;x3=b/2-x2;x4=d/2; return(xi);float cal(float Bnn+1,int t)float m,p,x5;int i,j

5、,k,q;for(i=0;i=n-2;i+)m=fabs(Bii);j=i;for(k=i+1;km)m=fabs(Bki);j=k;for(q=i;q=n;q+)p=Biq;Biq=Bjq;Bjq=p;for(k=i+1;k=n-1;k+)m=-Bki/Bii;for(j=i;j=0;i-)p=0.0;for(j=i+1;j=n-1;j+)p=p+Bij*xj;xi=(Bin-p)/Bii; return xt;void main()float temp,min,di,x11,y11,C11,z11,s5=0.0,B56=0,Gm11=-1412297.8,-975783.55,-11199

6、51.55,-622513.9,-842503.9,-295786.7,-771454.8,-898911.4,-428669.8,-175946.3,-824347.15,G11,sum5=0.0,PI5,a,b,c,d,yave=0.0,u,subi,v,t11=0.0;double A114=1,0,2,0,1,0,1,0,0,2,1,0,0,2,0,0,0,0,0,2,0,1,0,0,0,1,1,0,0,0,2,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,1,1,r44=0;int i,j,k;printf(input:a,b,c,dn);scanf(%f,%f,%f,%f,&a,&b

7、,&c,&d);printf(燃燒產(chǎn)物初始濃度為:n);for(k=0;k=4;k+)xk=ini(a,b,c,d,k);for(i=5;i=10;i+)xi=1e-5;do for(i=0;i=10;i+)yi=xi;for(i=0;i=10;i+) yave+=yi;for(i=0;i=10;i+) Ci=(Gmi)/(R*T)+log(P/101.325);for(i=0;i=10;i+)Gi=yi*(Ci+log(yi)-log(yave);for(j=0;j=3;j+)for(i=0;i=10;i+) sumj+=Aij*Gi;for(i=0;i=10;i+)sum4+=Gi;for

8、(j=0;j=3;j+)for(k=j;k=3;k+) for(i=0;i=10;i+) rjk+=Aij*Aik*yi; rkj=rjk;for(j=0;j=3;j+)for(i=0;i=10;i+)sj+=Aij*yi;for(i=0;i=3;i+)for(j=0;j=3;j+)Bij=rij;for(i=0;i=3;i+)Bi4=si;for(j=0;j=3;j+)B4j=sj;for(i=0;i=4;i+)Bi5=sumi;for(j=0;j=4;j+)PIj=cal(B,j);for(i=0;i=10;i+)for(j=0;j=3;j+)ti+=Aij*PIj; for(i=0;i=

9、10;i+)xi=yi*(1+PI4)+ti*yi-Gi;for(i=0;i=10;i+)printf(x%d=%fn,i,xi); float u11=0; j=0;for(i=0;i=10;i+)if(xi0) temp=yi/(yi-xi); uj+=temp; v=u0; for(i=0;i=10;i+) if(uiv) v=ui; for(i=0;i=10;i+) subi=xi-yi; zi=yi+subi*v; xi=zi;float oo11;for(i=0;i=10;i+)ooi=(xi-yi)/yi;min=oo0;for(i=0;iooi)min=ooi;while(mi

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