1
УДК 53.088
Исследование конденсации азота в титане
© А.Л. Лысенко
КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калуга, 248000, Россия
Исследован процесс конденсации азота в титане, протекающий в мобильных си-
стемах вакуумирования. Путем оптимизации формы элементов газопоглотителя
удалось уменьшать отрицательное воздействие плавления титана и увеличить
поверхность взаимодействия титановых таблеток с азотом. Установлено, что
оптимальной формой элементов является сплошной цилиндр. Проведена оптими-
зация способа инициирования процесса для обеспечения скорейшего инициирования
реакции (транспортировки фронта горения к большей поверхности). Показано,
что на скорость последующего поглощения азота существенное влияние оказыва-
ет конфигурация расположения быстровоспламеняющихся таблеток, примыкаю-
щих к инициатору, и места инициирования.
Ключевые слова:
энерготехнологические процессы, конденсация азота, транс-
портно-кинетические процессы.
Введение.
Предварительные исследования [1] показали, что в
процессе конденсации азота в титане участвует только часть табле-
ток. Остальные таблетки расплавляются и коагулируются, значи-
тельно сокращая тем самым поверхность конденсации. В конечном
итоге это приводит к уменьшению количества поглощенного азота и
ухудшению кинетики процесса газопоглощения. Снизить отрица-
тельное воздействие плавления титана и увеличить поверхность вза-
имодействия титановых таблеток с азотом можно в результате кор-
ректировки изменения размеров и геометрической формы элементов
газопоглотителя. При этом изменяются условия теплообмена для
элементов газопоглотителя и тепловой режим взаимодействия титана
с азотом. Экспериментальная отработка этих факторов показала, что
наилучшие интегральные рабочие характеристики устройства дости-
гаются при использовании таблеток, спрессованных в форме втулок
и сплошного цилиндра [2]. Для дальнейшей оптимизации транспорт-
но-кинетических процессов и окончательного выбора формы титано-
вых таблеток были проведены эксперименты с этими таблетками.
Исследование таблеток титана, спресованных в форме ци-
линдра.
Элементы газопоглотителя в виде сплошных цилиндров от-
личаются простотой изготовления и удобством при укладке в карт-
ридж. Были исследованы изменение температуры в соответствующих
точках на внутренней стенке устройства и кинетика поглощения азо-
та, определяемая по изменению давления в камере.
Полученная экспериментальная зависимость отображает момент
подачи импульса напряжения на инициатор и его длительность. Ана-
лиз данных показывает, что после подачи электрического импульса
