1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Полная же независимость скорости горения от давления достигается в том случае, если продукты реакции при температуре горения целиком состоят из жидких или твердых веществ. Системы, способные к такому виду горения, х 531 гоееиив коиавнсиэовхииых взеывчхтых ввшвств 401 носят название безгазовых составов. Выражение для скорости горения таких составов принимает особо простой вид: а = а = сон 81. Таким образом, член а в выражении и = а+ Ьр формально представляет составляющую скорости горения, обусловленную условиями теплопередачн и прохождения реакции в конденсированной фазе, в то время как коэффициент Ь зависит от уело.
вий протекания химической реакции в газовой фазе. Результать/ исследований Андреева показали, что горение конденсированных ВВ при повышенных давлениях протекает различно в зависимости от их физического состояния. В этом отношении рассматриваемые ВВ могут быть разделены на три группы: нелористые твердые ВВ, пористые (лорошкообразные и прессованные ВВ) и жидкие взрывчатые системы. Представителями первой группы, помимо нитроцеллюлозных порохов, могут служить такие ВВ, как гремучий студень, желатин-динамиты и некоторые другие ВВ. Способность к устойчивому горению при повышенных давлениях у этих ВВ выражена наиболее сильно. Так, гремучий студень не теряет способность к нормальному горению в замкнутом объеме даже при давлении 1200 кг/см'.
Типичными представителями второй группы могут служить порошкообразные бризантные ВВ. По данным Андреева, для тэна и гексогена в порошкообразном виде предел усгойчивого горения соответствует давлению порядка 25 кг/см', а для тротила и пикриновой кислоты †давлен порядка 65 кг/смз. Однако в прессованном состоянии эти ВВ способны в закрытых трубках устойчиво гореть при значительно более высоких давлениях.
Так, тэи при плотности 1,65 г/смз еще горит нормально при давлении 210 кг/см'. Литые ВВ ведут себя в этом отношении подобно прессованным. ' Приведенные факты могут быть объяснены тем, что при повышенных давлениях в случае порошкообразных ВВ горячие газы сравнительно легко проникают в зазоры между частицами вещества и воспламеняют их, вследствие чего поверхность горения резко возрастает и стационарный процесс становится невозможным. С повышением плотности ВВ пористость вещества уменьшается, что затрудняет проникновение пламени в глубь вещества. Характер горения жидких ВВ в зависимости от давления несколько отличается от характера горения твердых ВВ. При зажигании нитроглицерина прн атмосферном давлении он не горит и реагирует в форме вспышки.
При зажигании же его в замкнутом объеме детонации наступает при давлении цц. рядка 65 кг/смз. ргл. х 402 горение взрывчатых вищиств Таблица 84 Влияние ллотностн на скорость горения ВВ н стеклянных трубках Плотность. т(тма Снорость торсона, см/мин Тетрил (внутренний диаметр трубки 24 мм) 0,65 0,74 0,85 1,04 1,07 нет горения 5,4! 4,83 4,46 4,27 Гексоген (анутрениий диаметр трубки 6,3 мм) 0,68 0,69 0,85 1,05 1,16 нет горения 3,46 3,!9 2,19 2,49 Влияние плотности на скорость горения сказывается главн(дм образом благодаря изменению пористости вещества. Плот- Относительно равномерное горение нитрогликоля по данным Андреева наблюдается лишь при давлениях не более 20 кг/смт.
При более высоких давлениях характер горения существенно меняется: происходит возмущение поверхности жидкости и весь процесс представляет как бы ряд следующих друг за другом вспышек. Результаты теоретических и экспериментальных исследований показывают, что нарушение устойчивого горения жидких и твердых ВВ является следствием увеличения поверхности горения, что в данном случае обусловлено вскипанием поверхностного слоя жидкости (по Зельдовргчу) илн нарушением его газодинамической устойчивости (по Ландау) благодаря турбулизации жидкости.
Увеличение вязкости ограничивает развитие этих явлений. На основании рассмотренных результатов необходимо заключить, что нарушение устойчивости горения конденсированных ВВ зависит не только от ускорения процесса под непосредственным влиянием возрастающего давления (ускорения эти малы), но и от причин, которые прн соответствующих давлениях приводят к искривлению фронта пламени и возмущению поверхности горения. Почти для всех изученных ВВ линейная скорость горения с возрастанием плотности уменьшаегся, что, например, видно из данных, приведенных в табл. 84 (по Андрееву).
а 53) горение конденсирозлиных взрывчатых веществ 403 Таблица 85 Зависимость скорости горения пироксилина рй 1 от плотности (внутренний диаметр трубки 5,5 лало) Скорость горенна, ел~мин Плотность, г/сгр 37,5 31,1 14,8 затухает 0,24 0,30 0,57 0,59 Причины отмеченных явлений не нашли еще удовлетворительного объяснения. Для конденсированных ВВ, как и для газовых смесей, существует критический диаметр, ниже которого при данных условиях опыта горение с торца не распространяется.
Критические диаметры при атмосферном давлении приведены в табл. 86. Таблица 86 Критические диаметры для некоторых бризантных ВВ Плотность, г/слг Нввванне Ва 'гнр г'л Тротил литой . Тетрил литой . Гексогеи . Пироксилин М 1 Ннтроглнколь 1,59 1,60 1,0 0,6 32,0 5,7 6,0 5,5 2,0 ность оказывает, однако, влияние не только на скорость горения, но и на возможность его. Для тетрила и гексогена, как это видно из табл. 84, при уменьшении плотности ниже некоторого предела горение прекращается, что, по мнению Андреева, объясняется повышением скорости отвода тепла в конденсированную фазу благодаря более легкому прониканию расплава вещества между частицами ВВ.
Предельная плотность зависит от условий опыта (диаметра трубки, величины кристаллов). С увеличением диаметра трубки и степени измельчения ВВ предельная плотность устойчивого горения несколько снижается. Иначе, чем тетрил и гексоген, ведет себя пироксилин, имеющий волокнистую структуру. Он достаточно энергично горит даже при насыпной плотности и, наоборот, характеризуется наличием верхнего предела плотности, выше которого горение не распространяется (табл. 85). 404 [гл. х Горение ВзрыВчатых ВВШВстВ Критический диаметр для одного и того же ВВ не является постоянным, но заметно изменяется в зависимости от его плотности, материала, толщины оболочки и некоторых других факторов. Критический диаметр зависит от теплоотвода.
Однако условия теплоотдачи могут быть существенно отличными в зависимости от того, протекает ли реакция только в газовой фазе или в газовой и конденсированной фазах. В последнем случае процесс горения будет сопровождаться значительным прогревом конденсированной фазы и теплопотери сильно возрастут. Предельный диаметр также зависит от скорости горения. Чем больше скорость горения, тем при прочих равных условиях меньше будет теплоотток и критический диаметр.
Тротил с наименьшей скоростью горения ( — 1 см/мин) имеет наибольший предельный диаметр. Для летучих веществ, у которых реакция идет полностью в газовой фазе, поверхностный слой конденсированной фазы прогревается только до температуры кипения и потери тепла вследствие теплопроводности конденсированной фазы будут малы. По этой причине предельчый диаметр заряда нитрогликоля мал, несмотря на малую скорость его горения ( 2 сла/агин). С повышением начальной температуры скорость горения ВВ повышается сравнительно мало: при росте температуры на !00' скорость горения для ряда исследованных Андреевым ВВ возросла не более чем в два раза. Результаты некоторых опытов приведены в табл.
87. Таблица 87 Влипнпе температуры на скорость горенка ВВ прп атмосферном давлении Теиаературнма ковф- фнниент скорости Навввкна ВВ Усвоена окнта горении ( — 'н) 1,62 1,82 1,81 1,46 Нктроглкколь . Гремучий студень Тетрил Гексогек Нктроглкцеркповый порох с 28% пктроглицеркка Жидкий ро — — 0,9 г/гма ро = 0,9 г/гага 2,9 ро = 1,6 г/с.аа Аналогичные результаты были получены Беляевым в опытах по горению гремучей ртути. При изменении температуры от 16 до 105' С скорость горения гремучей ртути возрастает в ),52 раза. Полученные данные дают основание считать, что незначительное ускорение процесса горения при возрастающих 6 581 го~ение конденсированных взрывчатых веществ 405 температурах представляет собой явление, общее как для бризантных, так н инициирующих взрывчатых веществ. Исследования горения тротила н ннтроглнколя прн температурах, близких к температурам вспышки, показали, что н прн этих условиях ускорение процесса не столь велико, что можно видеть нз данных, приведенных в табл.
88 н 89. Таблица 88 Влияние температуры на скорость горения ннтрогликоля при атмосферном давлении Лииеаиаа скорость сорвина, мм/сек Начааьваа температура, 'С Из табл. 88 видно, что прн увеличении начальной температуры от 20 до 180', т. е. почти до температуры вспышки, скорость горения ннтроглнколя возрастает всего примерно в два раза. На основании наблюдений Беляев пришел к заключению, что прн атмосферном давления температура, равная 185', является предельной для нормального горения ннтроглнколя параллельными слоями. Таблица 89 Влияние начальной температуры на скорость горения тротила прн атмосферном давлении (внутреннна диаметр трубки 30 мм1 Начааьнав тем- пература, 'С Массонаа скорость горение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
