Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Термическое разложение и горение взрывчатых веществ - Андреев К.К.
Андреев К.К. Термическое разложение и горение взрывчатых веществ — М.: «Наука», 1966. — 346 c.
Скачать (прямая ссылка): a-trigvv.djvu
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 192 >> Следующая


(4.19)

Так как F = wQ, где w — объемная скорость реакции, то

(4.20)

Это выражение показывает, что скорость горения возрастает с увеличением теплопроводности и скорости реакции при температуре горения. При этом скорость горения пропорциональна не первой степени, а корню квадратному из скорости реакции.

Подставляя в формулу (4.20) вместо F его выражение через концентрации реагентов, пропорциональные давлению в степени, соответствующей порядку реакции, и учитывая, что к моменту достижения максимальной температуры часть вещества уже прореагировала и оно весколько разбавлено продуктами реакции, Зельдович получил для массовой скорости горения следующее выражение:

,uu=Y2^)n^TF-T0ynn^rr. - (4-21)

где «к — массовая скорость горения; E — энергия активации реакции го- ¦ рения; п — порядок реакции; HV —скорость реакции при температуре горения.

Формула (4.21) позволяет найти зависимость скорости горения от давления и начальной температуры. В эту формулу давление входит в скрытом виде, поскольку от давления зависит скорость реакции HV в газовой1

Обозначив через В произведение всех входящих в уравнение величии, не зависящих от давления, можно написать

Um = BW%\ .

(4.21)

(4.22)

Как известно, зависимость скорости газовой реакции n-го порядка от давления имеет вид

и>тг = крп,

где к — коэффициент пропорциональности. Отсюда

и = BlP<4* , где

B1^Bk1'*.

Таким образом, при мономолекулярной реакции горения скорость его должна быть пропорциональна корню квадратному из давления; при бимолекулярной реакции скорость горения должна быть пропорциональна первой степени давления.

Физический смысл влияния давления заключается в том, что при большем давлении скорость реакции выше и зона, в которой она происходит (зона высокой температуры), придвигается ближе к поверхности ВВ. Количества передаваемого тепла, а следовательно, и испаряющегося BB1 возрастают соответственно увеличению скорости химической реакции.

Зависимость скорости горения от начальной температуры BB определяется в первую очередь !зависимостью скорости реакции от температуры горения:

Рис. 239. Зависимость скорости горения летучих BB от температуры горения по теории Беляева

Температура горения Тг = T0 + Q/cP, здесь ср — средняя теплоемкость продуктов горения при постоянном давлении. Таким образом, чем выше начальная температура, тем выше температура горения, тем больше скорость реакции и соответственно скорость горения.

В формуле (4.21) температура горения в явном или скрытом виде входкт еще в ряд множителей: Q ~ Гг, т\ растет с температурой, концентрация в выражении для скорости реакции обратно пропорциональна температуре. Зависимость от температуры всех множителей, входящих в выражение (4.21) (кроме е-Е/втг), можно представить в виде

/(Гр) = тП,

где у включает все множители, не зависящие от температуры.

Суммарную зависимость скорости горения от температуры можно вырезать приближенным соотношением

v -Е&ПТт

или

(4.23)

тії 1 г

логарифмируя последнее, получаем

(4.24)

. u 1

Таким образом, в координатах '11T*» т зависимость скорости горе-

г г

ния летучих BB от максимальной температуры горения должна изображаться прямой линией, причем тангенс угла ее наклона равен EJ2R (рис. 239).

От плотности порошка скорость реакции в газовой фазе, естественно, не должна аависеть, поэтому массовая скорость горения не должна изменяться при изменении плотности. Отсюда следует, что линейная скорость горения должна изменяться обратно пропорционально изменению плотности.

IV. СОПОСТАВЛЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ С ВЫВОДАМИ ТЕОРИИ ЗЕЛЬДОВИЧА - БЕЛЯЕВА

Первым взрывчатым веществом, на котором было проведено подробное сопоставление данных теории и опыта, был нитрогликоль [230]. Оно включало расчет абсолютного значения скорости горения и ее зависимостей от начальной температуры и давления.

При расчете скорости Беляев принимал приближенное уравнение реакции горения нитрогликоля, рассчитанное по составу продуктов горения в атмосфере азота

C2H4(ONO2);, =2Г?0+1.7CO -f І.7Н.О.-4- 0,2CO1 + 0,3H2 + 70 ккал (4.25)

Средняя теплоемкость продуктов горения при постоянном давлении Cp = 0,34 кал/г -град. Отсюда повышение температуры при горении нитрогликоля ДГГ = ТГ~Тп = Q jcp = 460/0,34 = 1350°, где 460 — теплота горения на грамм вещества. Максимальная температура Тт = То + ДУГ = = 300 + 1350=1650° С. Коэффициент теплопроводности продуктов горения при его максимальной температуре ц = 2-10-4 кал/см ¦ сек ¦ град.

Поскольку реакция горения нитрогликоля есть прежде всего реакция распада, то Беляев считает эту реакцию мономолекулярной. Однако, если расчет скорости вести по выражению для реакции первого ,порядка и использовать значения энергии активации и предзкспоненциального множителя, полученные для медленного термического распада [k = 10 14>3 -- ехр (—35 70OjBT)], то результат расчета примерно в 200 раз превышает экспериментальное значение скорости горения1. Поэтому Беляев, учитывая экспериментально установленную пропорциональность скорости горения первой степени давления (что соответствует второму порядку ведущей реакции), предположил, что скорость реалции распада нитрогликоля при давлениях, близких к атмосферному, пропорциональна числу соударений. При атом предположении он в формуле (4.21) взял п = 1, но вместо п! принял (п + 1)!, т. е. 2.
Предыдущая << 1 .. 141 142 143 144 145 146 < 147 > 148 149 150 151 152 153 .. 192 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.