1-69 (1046063), страница 6
Текст из файла (страница 6)
г ы~ н~ ди и гиии то и«и зрения, работать с конденсированными сии и ызыи ири иысоких давлениях гораздо легче, чем с газовыми. 11 тиби. 13 иривсдены данные по скорости горения ряда летучих гщрьшзигых веществ. Все эги иощгства содержат в молекуле группы ХО«Соглас~ю существующим представлениям, при распаде молекулы БВ ' Необходимость прк»«опекая оболочки (иик обыазиз) связана с тг»«, что вдоль свободной (граничащей с газок) поверхности заряда илами ыоз«ет рзсиростраизться со скоростью, зиаззтоиьио превышающей нормальную скорость горенки.
Это связано с обтш«аингеы заряда газообрази»пш иролузтаыя его горения 133, 33]. п рписходит отщепление групп [чтОг с последующей реакцией ат!">сну [мОа >г углеводородными осколками молекулы, 1 ьгественно поэтому ожидать что массовая скорость горения .: "у п удет близка к массовой скорости горения газовых и! Сои гш основе гчОа. Действительно, при атмосферном давлении г,гки! ! пегги ге!вне имеется (ср. табл. 2 и 13).
При высоких давлении г и си у шо газовых смесей имеются данные лишь для смен [В МО (см. табл. 4). .! ° го с- со ао .1 СЧ й сч ! со оо го со ог со сс > со ог Рис. 7. Профиль температуры к зоне горения питроглииелп при р= 5 апга (термепара Чс+ 5М Не — >У зг- 20оса Пе> ЯЗО лк) [47[ участок Л вЂ” аераое злами; участок — старое азама сг с- О т- оо ог со т- О со оо з о Ю С- о а м СС со о> о .о а> о> о С! сг с сс о Ю и о' а о и о з м и и й й "й и со ог О ю О Ф О О н О О Я ш с! со е' о и и о о и и О м О йг о н О Ом О са О си Х О И О сг с и С о о с" О ж О ш О Х Я сг о и о о О >и О С> е ,а о о и о :С Помимо соответствия между скоростями горения (при атмоссодержащими ферном давлении) сходство между летучими ВВ, ' слов азота выра- группы ХОг и газовыми смесями па основе окисл жаотся в наличии двух зон горения.
В разделе Л ~~1 отмечалосгь чти в первой зоне пламени газовых смесей на основе ХО. п ор ', а — [чО + 0,50т и реакция кислорода с го- ра!зим, а во второй зоне — реакция ХО с горючим. Аналогич- гпги явление наблюдается при горении ВВ, содержа их г 'и- ггы гттОа Расстояние Л . между первой и второй зонами может одержащих груп- быть значительным (например, для нитрогликоля п и 12 атп ля при атп ', уисглп и пи! м давления Л быстро убывает. На фотоснимках ш ргии псами имеет нпд узкой, слабо светящейся полоски; втои[!с>с и мпогостадийном горении рассмотрим в з 10; здесь гь! !пиитам лиигь, что есл .
и расстояние между соседними зонами и! >иш! (низ гптптры или, тем более, сантиметры), па скорость !с>>г! иии кранта'иски вл я . и ет только первая, ближай>пая к све- ж! му неги! стну зова реакции. Соответственно, если искать связь между скоростью горения и температурой горения т г ения, то не имеет р ь онечную (равновесную) температуру горения. ' лось неизбежно возникает понятие эффективной т м горения Тафф [45, 47). фф зной температуры В аботе !47) р ! ) дана оценка Т,фф двумя различными методами: экспе име 1) Тафф рассчитана по формуле (7) (при Т =- Т ), риментального значения температурного коэффициента и гипотетического значения энергии активации Е =- 37 кка,г/зголь Твслкца 15 в,'сл*.сов ~ Вврывввтос всщоство (100 асса) т >, ' К в/сэр.свв тр, ° к и (сс ~часов всп[ество (100 асс о) 0,756 ' Дина Гексогев 1980 '11 сп ~ Ппп)ппп>1>0>! Касса '17 трал 3090 3510 3880 1,02 3,06 1,93 2475 2775 Тэн 1,55 Таолкца 14 тэйлор к [1>1 т», 'к 1171 рвааст ло Формувс (15) Вврывчвт,в эсщсство р, аы.
опыт (тсрмопврв) 3400 3400 1400 1600 Нптрогликопь 1390 2800 2800 2600 2800 1470 Тотркл 1400 1500 1600 1 с 10 20 11ктроглкцорпз (щопаткккрованпый) ЗЗ)О 1350 1180 Мствлкзтрат ЗЗОО 1700 Гекооген Звввэ ГВ 1500 32 1это значение выбрано на основании данных по медленному термическому разложению, а также данных по энергии свнэи ВО— )з(О,); 2) Тырф измерено при помощи термопары (за величину Т уф принята та температура, при которой на осциллограмме наблю.дается плато (рис. 7) нлн существенный перегиб). В работе (47] (и в работе (42)) приведено также приближенное значение равновесной температуры горения Тр.
В данном случае приближенный характер оценки Т,фф и вычисления Т» ~е имеет особого значения, так как нас интересует ли)нь тот факт, что величина Т,ф» значительно ниже, чем Тр (табл. 14). Ззачевме равповеопой и эффективной темвературы горелик длк ряда летучих взрывчатых зещеозв Другое дело, что длн веществ с высокой равновесной (термодннамнческой) температурой горения величина Т,фф тоже может быть вьппе, чем Торф длн веществ с низкой Тр.
Поэтому может наблюдатьсн соответствие между скоростью горения и равновесной температурой горения, Такое соответствие отмечено в работе (42) в риду тротил-пикриновая кислота — тетрил — гексоген, но данные длн тэна и дины выпадают из этого ряда (табл. 15).
(ва>рость горелик и равновесная температура горения длл некоторых сп тузик взрывчатых веществ Однако ркс пот энергии активации, выполненный по формуле (10) и )цкдположонии Т, = — Тр, дает длн ряда веществ непомерные значоння100 — 150 ккалlэ(ель вместо обычных 30 — 50 ккалулволь (35).
Возможно, и для газовых смесей на основе окислов азота несоответствие между скоростью горения н равновесной температурой горения связано с тем, что вторая (высокотемпературнан) вона слабо влияет на скорость горения. Б. Зависимость скорости горения от давления Дли всех изученных летучих в))рывчатых веществ (ВВ) скорость горении монотонно растет с увеличением давлоннн.
При этом для большинства летучих ВВ зависимость и (р) близка к прямой пропорциональности (табл. 16). Длн конденсированных систем, так же как и длн газовых смесой, реальную кривую т (р) или и (р) часто аппроксимируют при помощи стенонной функции: п( ри- и, = Ьр' (2) (где р =,'- 7 (р) — плотность исходной конденсированной системы). Однако в литературе нередко пользуются также двучленными ( рмулами вида: п и†а + Ьр, (2') а: — — а + Ьр". (2а) Очевндно, формулы (2) и (2') нвлнютсн частнь)мн случаями формулы (2в) (соответственно при а = 0 или при т = — 1). Конечно, в принципе, двучлепные формулы (2') и (2с) могут аппроксимировать опытные данные в более широком диапазоне давления, чем соответствующие одночленные (а = — О) формулы (ср., например, свай 13 н 14, 15, а также 16 и 17, 18 табл. 16).
Тем не менее значительно целесообразнее пользоваться одночленной формулой (2) (разбив весь диапазон давления на необ- Кссвф.щиснтыв ФоРмуле 1в (г~с.м' сгко =- а + + Ьр', Дввлснхв, 1ат м1 атм Ь ==- — —— Р ссавх Вещества а ! Ь Метнлннтрат 1,0 1,0 0,175 †,0 [351 0,99 0,5 — 1,5 [351 в 0,133 0,141 0,01 2 (р — 01 г/слг) щвх 3 ~ Ннтроглиполь 4 (с в = 1,50 г/сии) 1,0 1,0 (вы 12 [351 0,97 1 — 12 [351 с 0,0025 0,039 0,0115 — 0,0193 1,0 15 †7 [421 — 0,028 0,96 15 †1 [431 — 0,0173 1,0 500 †15 [441 5 Твп (р т = 1,77 г/слг) 7 1,0 0,98 1,о 20 †1 ) [421 0,74 20 †1 [ [421 в 8' Т От Н8 0,009 1,0 — 0,034 пнл 9 (р, =-.
1,67 г/сия) 1,0 ' 100 †10 [421 0,82 ( 10 †10 [121 * Гснгссев (Рщвх -— -. 1 80 г/слг) 1,0 0,9 ' 0,0216 0,072 10 Н 12 — 205 ( [2001 "' 12 ) Оятогсн — ! 0,0436 0,875 0,90 13 1(ннрпноввя нпс- 14 лота (Рщвх --- 1,81 г/с.мт) 0,14 25 †9 [421 25 — 80 [421 ' 80-950, [421. 0,008 1,0 0,036 0,68 0,0101 0,97 1,0 0,00716 1,0 20 †9 [421 0,022 0,75 35 в 100 [421 в 0,007 1,0 100--950 [421 " 16 17 1,0 Тротил ,с, (ртсх=-1(ог/"') ' О,98 0,04 Рпс, 8, Зависимость с (с/сгс~ сгк) =! (уз ) с ~п гепсогсна (О) н Чи- пы (6) [421 1 — стряпая та = — О,сузрьы; 1' — кривая т = 0,0 -;- 90,0210 р; г — прямая та =- =-0,001р' *, г' — кривая и1=- =0,110 -:- 0.000 р Зачерненная сочна -- пвщи Вснныс при р = ! а а 0,025 0,77 ~ 28 — 105 ~ [43] 0,0065 1,0 ( 500 — 4000 ~ [4Ч да ~а 13/0ивм 3 35 Таблица 16 Зависимость споростп горения летучих взрывчатых веществ от диилсния " Бссвсвцменты в Фсрмулг т = Ьр' рассчитаны пвми пс сгытным явнпым ц1пирусмси работы.
ходнмое число участков), так как именно такой вид зависимости и (р) следует из теории Зельдовича — Франк-Каменецкого. Кроме того, в 3 45 увидим, что при расчете давления в камере сгорания двигателя на твердом топливе удобна только формула (2). К тому же анализ литературных данных показывает, что в некоторых случаях двучленные формулы (2') и (2") были применены без достаточных оснований, и те же опытные данные мо- ~ пс сыть с такой же точностью аппроксимированы одночлеяной формулой (2) в таком же (или дансе более широком) диапазоне давлений.
Так, например, па рис. 8, где в координатах (!и т, ( ° р) отложены опытные точки для гексогена и дины [421, сплошпыо прямые, построенные по формуле (2), значительно лучспе пппроксимируют данные при низких давлениях (вк;почая р —— 1 ата), чем штриховые кривые, построенные по 1(вучленной ф омуле (2'), которая была применена в работе [421, Данные, приведенные в табл.
48, показывают, что прп высоких давлениях ( ) 100 — 200 атл) значение показателя т (в формуле и = Ьр") лежит очень близко к единице (лишь для гексогена м 0,82). Напомним, что для кислородных газовых смесей, а татмке смеси Нв — ХО (см. 9 4, В) значение т также близко и единице. Зто совпадение едва ли случайно. Наличие зависимости т р обычно рассматривается как серьезньй аргумент и пользу того, что ведущая роакция в зоне горения является бимолекулярной. Однако для пикриновой кислоты, тротила, а также тегрила зависимость и (р), весьма близкая к прямой пропорциональности и областп высоких давлений, существенно ослабляется при ссредпихь давленпнх (для тетрила при 200 — 950 апьи т =- 4, а прп 10— 200 птл р 0,7).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
