Режимы горения пороха при спаде давления

ГИДРОДИНАМИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ, ЭНЕРГЕТИКА

УДК 662.3

В. В. Тябин, Ж. Р. Шамгунова, Ю. С. Зиятдинова,

В. Н. Александров

РЕЖИМЫ ГОРЕНИЯ ПОРОХА ПРИ СПАДЕ ДАВЛЕНИЯ

Ключевые слова: порох, режим горения, спад давления.

В работе приводятся результаты исследований погасания ряда порохов (баллиститного, пироксилинового, смесевого, модельных композиций) при спаде давления с различными скоростями (Р') с начального уровня Рн=4^250 МПа до конечного давления Рк=0,1^50 МПа. Определяли режимы горения пороха, их характеристики и области существования.

Keywards: gunpowder, burningregime, pressuredrop.

Results of researches of some gunpowder extinction (ballistite, pyroxylin, mix, model compositions) at pressure decay with various speeds (Р') from initial level Р1=4^250 МРа to final pressure Рf =0,1^50 МРа are presented in this paper. Modesof burning of gunpowder, their characteristic and existence area are defined.

В работе приводятся результаты исследований погасания ряда порохов (баллиститного, пироксилинового, смесевого,

модельных композиций) при спаде давления с различными скоростями (Р') с начального уровня Рн=4^250 МПа до конечного давления Рк=0,1^50 МПа. Определяли режимы горения пороха, их характеристики и области существования [1-4].

Результаты исследований показали, что в зависимости от параметров спада давления (Рн, Рк, Р), существуют четыре режима горения порохов: горение (Г), погасание (П), прерывистое погасание (1111) и повторное воспламенение (ПВ)[5].

При спадах давления до Рк=0,1МПа наблюдались все указанные режимы горения пороха. Результаты этих опытов, нанесённые на график в координатах Р' - Рн, позволили построить «кривую погасания», разделяющую плоскость графика на две области, в одной располагались параметры спадов давления для опытов, в которых порох сгорал, а в другой - погасал. На «кривой погасания» расположены значения критических скоростей спада давления Р'кр, т.е. минимальные значения, приводящие к погасанию пороха.

Исследование горения пороха НДТ при спаде давления до Рк>0,1МПа (Рн=30МПа и 100МПа, И=Рк/Рн=(0,08^0,5)) показало, что горение происходит в двух режимах: горение (Г) и

повторное воспламенение (ПВ).

Результаты опытов позволили определить

«кривую погасания», разделяющую плоскость

графика в координатах Р'-И на две области, в одной располагаются параметры спадов давления при которых горение пороха происходило в режиме ПВ, а в другой - в режиме Г. На «кривой погасания» расположены значения критических скоростей

спада давления, отклонение от которых приводит к смене режима горения пороха.

Исходя из результатов исследований, предложена схема расположения областей

существования режимов горения пороха в среде продуктов сгорания при спаде давления (рис. 1).

Рис. 1 - Области существования режимов

горения пороха

Погасание происходит в области 1. Значение Ь|=Р-|/Рн, где Р1 - значение давления, ниже которого пороха не горят. В области 2 возможно как погасание, так и повторное воспламенение пороха. Здесь И2=Р2/Рн, Ь3=Р3/Рн, где Р2 - атмосферное давление, Р3-значение давления пороховых газов, ниже которого пороха не воспламеняются. Горение пороха в области 3 происходит в режиме ПВ, в области 4 - Г, а в области 5 - ПП.

Границы областей и их наличие зависят от параметров спада давления, условий гашения и характеристик пороха [4,6].

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. В.И. Земских, А.Г. Истратов, О.И. Лейпунский, В.Н. Маршаков, Физика горения и взрыва, 13, 1, 14-19, (1977).

4. В.Н. Маршаков, О.И. Лейпунский, Физика горения и 6. Р.Ш. Гайнутдинов, Вестник Казанского

взрыва, 3, 2, 231-235 (1967). технологического университета, 15, 3, 65-67 (2012).

5. В.Н. Александров, Б.Д. Диновецкий, А.В. Косточко,

Вестник Казанского технологического университета, 13,

10, 104-113 (2010).

© В. В. Тябин - студент кафедры химии и технологии высокомолекулярных соединений КНИТУ; В. Н. Александров - к.т.н, доцент той же кафедры, labgor@kstu.ru , Ж. Р. Шамгунова - аспирант той же кафедры, Ю. С. Зиятдинова- ведущий инженер-технолог ФКП “ГосНИИХП.