Влияние состава пороха на эффективность действия катализаторов горения

• Автор: Ньен Чан Аунг
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление
Введение .

1. Литературный обзор .

1.1. Механизм горения порохов

1.2. Горение компонентов порохов .

1.3. Влияние состава порохов на скорость их горения

1.4. Термическое разложение компонентов порохов

1.5. Катализ горения порохов .

2. Экспериментальная часть

2.1. Объекты и методы исследования .

2.1.1. Характеристика используемых веществ .

2.1.2. Методы исследования .
2.2. Влияние катализаторов на горение порохов различного
состава с различной калорийностью .
2.2.1. Нитроглицериновые пороха на основе коллоксилина
2.2.2. Пороха с пониженным содержанием коллоксилина .
2.2.3. Пороха на основе коллоксилина и ДНДЭГ .
2.2.4. Пороха на основе коллоксилина и ДНТЭГ .
2.2.5. Пороха на основе низкоазотной , ТЧ НЦ и ДНДЭГ .
2.2.6. Порох на основе НЦ , И и ДНТЭГ .
2.2.7. Пороха на основе низкоазотной 9,3Ч НЦ и ДЭГДН .
2.2.8. Влияние различных порошков на эффективность действия
ФМС при горении пороха 6 .
2.2.9. Влияние РЬСЬ и РЬ СиОна горение пороха Н
2.3. Исследование структуры и состава поверхности горения
порохов различного состава с ЧСОз, ФМС и РЬ .
2.3.1. Пороха на основе низкоазотной НЦ и ДЭГДН .
2.3.2. Нитроглицериновые пороха .
2.3.3. Исследование структуры поверхности горения пороха Не
РЬ в области низкого давления .
2.4. Определение температурного профиля в волне горения
низкокалорийных порохов .
2.5. Обсуждение результатов
2.5.1. Катализ горения порохов различного состава
2.5.2. Закономерности горения низкокалорийных порохов
Выводы .
Список литературы


Разложение пороха начинается с эндотермического отрыва Ы-групп от НЦ и МГЦ (или другого нитроэфирного пластификатора), которые в дальнейшем экзотермически реагируют с промежуточными продуктами распада и с исходными компонентами. Энергия активации процесса отщепления Ж)2-групп нитроэфиров составляет около 0 кДж/моль [1], а последующего окисления — примерно кДж/моль [1, 5, 6]. При горении баллиститных порохов большое значение имеет следующее обстоятельство. Пороха, особенно средней и низкой калорийности, состоят, как правило, из многих компонентов, довольно сильно отличающихся по термической устойчивости. Наименее стойкие и более реакционно-способные компоненты (НГЦ, НЦ) разлагаются, а более инертные добавки, например ДНТ и особенно такие, как ДБФ, централит и др. Поэтому с поверхности горения эти компоненты пороха испаряются или диспергируются газовыми потоками. При этом в некоторых случаях они могут не полностью сгорать даже в последующих зонах. Неодновременность выгорания компонентов приводит к образованию на поверхности горения сетки или каркаса, состоящего из углеродистых нитей разложившейся НЦ. Этот каркас периодически сбрасывается газами с поверхности горения. Его плотность и общая масса зависят от состава пороха, возрастая при наличии в его составе инертных компонентов (ДНТ, ДБФ, сажа и т. С ростом давления увеличивается скорость взаимодействия Н с компонентами пороха и продуктами разложения, и возможность образования каркаса уменьшается. Таким образом, состав промежуточных продуктов в к-фазе зависит от физико-химических свойств компонентов пороха, а также от давления, при котором происходит горение. Протяженность прогретого и реакционного слоев к-фазы и время их существования зависят от скорости горения. Ширина реакционного слоя составляет 0,1. Поэтому время протекания реакций в к-фазе примерно на порядок меньше, чем время существования прогретого слоя. Пародымогазовая (смешанная) и темная зоны. Основными реакциями в пародымогазовой зоне является взаимодействие N с промежуточными продуктами распада нитроэфиров, а также распад наиболее термостойких компонентов пороха, испарившихся или диспергированных из к-фазы. Основная масса диспергированных твердых частиц, жидких капель и паров, разлагается вблизи поверхности пороха, при этом образуются сажистые частицы, которые обусловливают яркое свечение в этой зоне, которую поэтому также называют первичным пламенем. Протяженность смешанной дымогазовой зоны зависит от давления и состава пороха. Например, для порохов «Н» и НБ при давлении 2. МПа она составляет десятые— сотые доли миллиметра [5, 6]. В смешанной зоне выделяется . Тп до . К [6]. Таким образом, в этой зоне развивается высокий градиент температуры - десятки и сотни тысяч Кельвинов на сантиметр. Наличие той или иной зоны и скорости протекания в них реакций определяется составом пороха и условиями, при которых происходит горение, в основном давлением, а также начальной температурой заряда. Например, в вакууме происходит так называемое беспламенное горение, когда процесс заканчивается в к-фазе, при этом реакции даже в пародымогазовой зоне почти не развиваются. С увеличением давления скорость реакций во всех зонах возрастает, и горение пороха становится вначале однопламенным, а затем двухпламенным. При этом соответственно увеличивается и скорость горения. Наибольшая скорость тепловыделения наблюдается в к-фазе, а в дымогазовой зоне она выше, чем в газовой [6]. Для распространения горения в к-фазе должно содержаться определенное количество тепла равное Ср(Тп-Т0) Дж/г. В [2-6] установлено, что при горении баллиститных и пироксилиновых порохов в области умеренно-повышенного давления (исследования проведены при давлении до МПа) важную роль играют процессы в к-фазе. В этой зоне выделяется основное (. Т0 до Тп. Остальное количество тепла в к-фазу поступает теплопроводностью из дымогазовой зоны. Оно складывается из тепла, поступающего теплопроводностью из газовой фазы, примыкающей к поверхности, из тепла, непосредственно выделяющегося в к-фазе, и тепла, поступающего из зоны пламени излучением §и (последним для порохов без металлического горючего обычно ввиду его небольшой величины пренебрегают).