Численное исследование свойств продуктов сгорания порошкообразных топлив для импульсных МГД-генераторов

Представлены результаты численного исследования электрофизических свойств продуктов сгорания порошков углерода, алюминия, бора, магния и их смесей с добавками солей щелочных металлов ($\mathrm{K}_2\mathrm{CO}_3$ и $\mathrm{KNO}_3$) в кислороде и воздухе. Проведено сравнение между собой и с аналогичными параметрами продуктов сгорания твердых плазмообразующих топлив и жидких металлизированных горючих на основе керосина при сжигании их в кислороде и воздухе.
Показано, что наибольший интерес для импульсных МГД-генераторов представляет топливо на основе порошков металлов (алюминий, магний и их смеси) при сжигании в воздухе, а также углеродных порошков при сжигании в кислороде.
Наибольшие расчетные значения электропроводности $\sigma$ и энергетического комплекса $\sigma v^2$ ($v$ – скорость потока) продуктов сгорания достигаются при сжигании в воздухе алюминия. При давлении в камере сгорания $P_k\sim4$ МПа в области чисел Маха $\mathrm{M}\sim3$ эти значения составляют $\sigma\sim85-130$ См/м, $\sigma v^2\sim450-690$ (См/м)(км/с)$^2$, подвижность электронов $\mu_e\sim0.7-0.9$ Тл$^{-1}$. Электрофизические свойства продуктов сгорания топлива на основе магния отличаются от топлива на основе алюминия менее чем на $30\%$, но имеют на $400$–$500$ K меньшую температуру в камере сгорания.