Определение соотношения компонентов в топливе

Для определения состава системы при химической реакции сгорания топлива записывается уравнение химической реакции, которое для произвольной реакции в условной форме имеет вид:

, или (1)

где и - стехиометрические коэффициенты компонентов реакции. Для левой части уравнения (исходных веществ) они отрицательны, а для правой (продуктов реакции) – положительны.

Например, для химической реакции 2CH+ O₂=2CO₂+H₂O имеем:

, ,

или 2CO₂+1H₂O-2CH- O₂-0N₂=0,

где , , , .

Задается число молей кислорода, например:

Определяется число молей азота, который впрыскивается через форсунки в камеру сгорания ЖРД в смеси с кислородом при заданных молярных долях и :

. (2)

При , и 3,7619 моль.

Азот не участвует в реакции, но его присутствие влияет на ход реакции. Он включен в уравнение химической реакции формально, полагая, что стехиометрический коэффициент .

Определяется число молей горючего. Обычно в ЖРД используют ракетное топливо с недостатком окислителя по сравнению со стехиометрическим составом. Это отличие стехиометрического соотношения компонентов от действительного характеризуется коэффициентом избытка окислителя (Обычно для ЖРД a_ок<1). Тогда

. (3)

Для приведенного примера при =0,8

моль.

Определяется число молей смеси газов исходного состава, которое впрыскивается в камеру сгорания через форсунки:

n=ån_i (4)

Для приведенного примера n=n₀ + n + n_Г =1+3,7619+1=5,7619 моль.

Определяются мольные доли смеси: x_i=

Например: x x , x_г= , åх_i=1.

Определяется масса смеси газов

m=åm_i, (5)

где m_i=n_i ; -молярные массы компонентов смеси, которые определяются при известных относительных молекулярных массах M_i, взятых из таблиц индивидуальных веществ по формуле:

=М_i ×10^-3, . (6)

например: , , ,

m , m , m_г=n_{г г}.

Определяются массовые доли смеси газов w_i= , å w_i=1.

Например: w , w , w_г= .