发射药氧平衡对燃烧产物浓度影响计算

1、 目 录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc13425 1 引言 .50690947.490966由表3.6计算结果可知，增加二硝基甲苯含量，氧平衡降低。对比表3.2可见，当火药氧平衡降低时，火药的不完全氧化现象表现的更为明显，生成焓较小的CO2和H2O的生成量降低，根据原子守恒原理，CO和H2的生成量则增加。由于N为载气体，只有在下面的解离反应中才会与O由关联H2O+1/2N2H2+NO解离程度不大，因此N2的生成量不会随氧平衡的改变而产生较大浮动。此时完全氧化程度降低，但比容有所增加。3.3 小结火药的氧平衡直接影响着火药的燃烧产物浓度及比容。氧平衡的提高，可以使可

2、燃元素燃烧的更完全，火药的完全氧化程度越大。另外，氧化元素O的摩尔物质的量较可燃元素C、H均大，因此氧平衡的提高会使火药的火药中C、H元素相对减少，生成气体也随之减少，故而比容通常会降低。4 结论本文根据最小吉布斯自由能法建立数学模型求火药燃烧产物浓度。在求解过程中，以平衡迭代法计算初始值，以列主元法计算求解线性方程组。以SF-2火药为例，计算其燃烧产物浓度，并改变SF-2火药中的各组分比例，使其氧平衡发生变化，前后的计算结果对比表明：当改变火药组分比使火药氧平衡提高时，标准生成焓较大的CO、H2更易充分燃烧生成标准生成焓较小的CO2和H2O，致使CO、H2含量相对降低，CO2、H2O含量相对

3、增加；相应地，改变火药组分比使氧平衡降低则会使产物发生与之相反的变化。因此在火药设计中，要综合考虑武器对火药的性能要求，合理选取氧平衡，调节放热量与比容，减少有毒有害气体的产生，保障工作人员的安全。由平衡迭代法求解的初始值与燃烧产物实际浓度相差不多，因而减少了后续工作的计算量。从上面例子可以看出, 利用最小自由能法可以计算火药燃烧产物浓度，进而为研究火药燃烧性能与能量性能奠定基础，使火药的配方设计更具针对性。 但是, 该计算的不足之处在于只是考虑了理想状态下的气体产物。 在实际计算中还应考虑固态产物和实际气体, 计算量会加大。随着计算机技术的发展, 这个问题会得到很好的解决。 附录C语言程序代

4、码#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(燃烧产物初始浓度为: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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