Исследование повторного воспламенения пороха, погашенного резким спадом давления Текст научной статьи по специальности «Математика»

Е. В. Савина, В. Н. Александров, А. Р. Имамиева,

Ю. С. Зиятдинова, Г. В. Игнатьев

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВТОРНОГО ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ПОРОХА,

ПОГАШЕННОГО РЕЗКИМ СПАДОМ ДАВЛЕНИЯ

Ключевые слова: порох, погасание, спад давления.

В настоящей работе приводятся результаты экспериментальных исследований гашения при спаде давления с начального уровня Рн=4+250МПа до конечного уровня Рк=0,1 +50МПа и скоростях спада давления Р'=(1+800)*102МПа/сряда порохов (баллиститного, пироксилинового, смесевого и модельных композиций).

Keywards: gunpowder, extinction, pressure drop.

The results of experimental combustion tests of some gunpowder types (ballistite, pyroxylin, mixed, model compositions) at pressure decay from the initial level of P ,=4^250 MPa to the final level of Pf=0.1^50 MPa with the pressure decay speeds of P' = (1^800) 102MPa/sec are presented in the paper.

Исследование закономерностей повторного воспламенения (ПВ) пороха, погашенного резким спадом давления, представляет интерес для обоснования выбора характеристик пороха и устройств, обеспечивающих надежное гашение заряда, для уточнения представлений о процессах, происходящих в устройствах, горение пороха в которых происходит при спаде давления, для изучения механизма нестационарного горения пороха при переменном давлении [1-3].

В настоящей работе приводятся результаты экспериментальных исследований гашения при спаде давления с начального уровня Рн=4^250МПа до конечного уровня Рк=0,1^50МПа и скоростях спада давления Р'=(1^800)*102МПа/с ряда порохов (баллиститного, пироксилинового, смесевого и модельных композиций).

Повторное воспламенение образца пороха, погашенного при Рк«0,1МПа, происходило с большой задержкой по времени (>1с) при давлении близком к атмосферному. О повторном воспламенении пороха судили по отсутствию образца в камере, погасание которого зафиксировано на кинопленке. ПВ характеризовали частотой появления (Ы) - отношением числа опытов с ПВ к общему числу опытов с погасанием. Исследовали влияние природы и состава пороха, формы и размеров порохового элемента, конструкции камеры сгорания.

Значение N изменяются в широких пределах (0^100%) и, как правило, N<100%. Это свидетельствует, что количества тепла в прогретом слое погашенного пороха недостаточно для восстановления горения. Для этого необходим внешний источник энергии, в качестве которого могут служить: остатки углеродного каркаса, продукты сгорания пороха и воспламенителя, элементы узла воспламенения, стенки камеры [4,5]. Пороха по мере уменьшения склонности к ПВ можно расположить в сле-

дующий ряд: пироксилиновые пороха, баллистит-ные пороха, смесевые составы.

Частота появления ПВ возрастает:

- с вводом катализаторов и стабилизаторов

горения;

- с уменьшением времени задержки воспламенения пороха;

- с уменьшением диаметра канала пироксилиновых порохов;

- с уменьшением отношения поверхности канала к объему камеры сгорания.

Ввод октогена уменьшает значение N [6]. При Рк>3МПа ПВ происходило всегда, его характеризовали временем погасания тп и временем остановки горения тз. Определены зависимости указанных времен от параметров спада давления. Характер зависимостей тп- Р', тз- Р' свидетельствует о значительном влиянии на механизм погасания пороха уноса жидко-вязкого слоя с поверхности горящего пороха.

Литература

1. Новожилов Б.В. Нестационарное горение твердых ракетных топлив / Б.В.Новожилов. - М.: Наука, 1973.-139с.

2. Зельдович Я.Б. Теория нестационарного горения пороха / Я.Б. Зельдович, О.И. Лейпунский, В.Б. Либрович. -М.: Наука, 1975. - 132с.

3. Земских В.И. Повторное воспламенение конденсированных реагирующих веществ / В.И. Земских, О.И. Лейпунский // Физика горения и взрыва. - 1987. - Т.23. -№2. - С.3-10.

4.Лушкин В.П. Изучение воспламенения вторичных веществ в замкнутом объеме: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Лушкин В.П. - М., 1968. - 22с.

5. А.М. Коробков, В.В. Просянюк, И.С. Суворов, Вестник Казанского технологического университета, 14, 21, 117121 (2011).

6. В.Н. Александров, Б.Д. Диновецкий, А.В. Косточко, Вестник Казанского технологического университета, 13, №10, 104-113 (2010).

© Е.В. Савина - студент кафедры химии и технологии высокомолекулярных соединений КНИТУ; В.Н. Александров - к.т.н, доцент той же кафедры, labgor@kstu.ru; А.Р. Имамиева - ведущий инженер-технолог ФКП "Государственный научноисследовательский институт химических продуктов"; Ю.С. Зиятдинова - ведущий инженер-технолог ФКП ‘ТосНИИХП”, Г.В. Игнатьев - ведущий инженер-технолог ФКП "ГосНИИХП”.