- •Учебно-методическое пособие Термодинамические и кинетические основы превращений энергонасыщенных систем
- •Возможная направленность химического процесса
- •Кинетика химических процессов
- •Значения энергии активации некоторых процессов без катализатора и с катализатором
- •Раздел 1. Энергонасыщенные материалы и процессы их превращения.
- •Тема 1. История развития и применения горючих и взрывчатых веществ
- •Тема 2. Общие сведения о горении взрыве.
- •1. Определения.
- •2. Условия, определяющие возможность химического взрыва.
- •Тема 3. Энергонасыщенные системы как источник энергии и их классификация.
- •2. Классификация эм
- •Общая классификация вв
- •Инициирующие вв
- •Инициирующие вв повышенной термостойкости
- •Бризантные взрывчатые вещества.
- •Требования, предъявляемые к пиротехническим составам
- •Классификация и области применения порохов
- •1. Назначение компонентов и принципы компоновки составов нитроцеллюлозных порохов и трт
- •Состав и характеристики пироксилиновых порохов
- •Состав и характеристики баллиститных порохов
- •Химический состав и характеристики основных типов баллиститных трт
- •Классификация твердых ракетных топлив
- •Реактивные топлива
- •1. Сравнение энергии взрывчатых веществ с энергией топлива.
- •2. Зависимость мощности, развиваемой при взрыве, от скорости выделения энергии.
- •3. Классификация и общая характеристика явлений взрывчатого превращения.
- •Раздел 2. Химические превращения при горении и детонации. Состав продуктов превращения и их термодинамические параметры.
- •Тема 3. Теплота и температура взрыва
- •Основным законом термохимии является закон Гесса
- •Вычисление теплоты взрывного превращения вв.
- •Опытное определение теплоты взрыва.
- •Температура взрыва.
- •Тема 4. Уравнения реакции разложения взрывчатых веществ. Кислородный баланс.
- •1. Характеристика соотношения между горючим и кислородом в вв.
- •2. Уравнение реакции разложения вв с положительным или нулевым кислородным балансом.
- •Уравнение реакции разложения вв с отрицательным кислородным балансом. Содержания кислорода достаточно для превращения всего углерода в газы.
- •Уравнение реакции разложения вв с отрицательным кислородным балансом. Содержания кислорода недостаточно для окисления всего углерода в со (в продуктах взрыва остается свободный углерод)
- •4. Расчет элементной формулы взрывчатых составов
- •Тема 5. Объем газообразных продуктов взрыва. Давление продуктов взрывного превращения
- •Объем газообразных продуктов взрыва
- •2. Давление продуктов взрывного превращения
- •3. Сила, потенциал, теплота горения и удельное газообразование порохов ствольного оружия
- •Раздел 3. Термохимия энергонасыщенных материалов.
- •Тема 6. Методы исследования состава продуктов превращения и их термодинамических параметров.
- •Тема 7. Теоретические основы термодинамического расчета продуктов превращения.
- •Раздел 4 Кинетические теории взрывчатого превращения
- •Тема 8. Нестационарный режим горения
- •Тема 9. Зависимость между параметрами детонационной волны
Состав и характеристики пироксилиновых порохов
Компоненты, характеристики |
Количество, уровень характеристик |
1. Состав Пироксилин смесевой
Остаточный растворитель (СЭС) Стабилизатор химической стойкости (ДФА) Гидрофобные добавки (ДНТ, ДБФ и др.) Охлаждающие добавки (парафин, церезин и др.) Пламегасящие добавки: а) в беспламенных составах (канифоль, K2SO4 и др.); б) в пламегасящих составах (канифоль, K2SO4 и др.) Порообразователь (KNO3) Флегматизатор (камфора, ДБФ и др.) Графит Влага |
% 82…97 (в пламегасящих ~50)
0,3…5,0 1…2 до 13
до3
5…6
до 50 ~ 0,1 1…2 0,1…0,4 1…2 |
Теплота сгорания QV ж Сила f Потенциал П Удельное газообразование W |
Уровень
3200…3800 кДж/кг 900…1100 кДж/кг 3700…4400 кДж/кг 0,91…0,97 м3/кг |
Температура продуктов сгорания T Коэффициент скорости горения u1 для стрелкового оружия для орудий Плотность ρ |
2700…3000 К
0,9…1,0 мм/(с МПа) 0,65…0,75 мм/(с МПа) 1560…1630 кг/м3 |
Баллиститные пороха (БП) представляют собой термопластичную полимерную композицию, основу которой составляет 1.коллоксилин (N = 11,8…12,3%), пластифицированный преимущественно труднолетучими неудаляемыми 2.нитроэфирами. В качестве основных пластификаторов применяют тринитратглицерин (НГЦ), динитратдиэтиленгликоль или их смесь, а также нитроксилитан, нитрамины, азиды и др. Для активации малоактивного НГЦ или для снижения температуры продуктов сгорания (уменьшения эрозионного эффекта артиллерийских порохов) вводят дополнительные пластификаторы: дибутилфталат, динитротолуол, триацетин (глицерилтриацетат). По зарубежной технологии БП относят к двухосновным в отличие от одноосновных (пироксилиновых).
3. обязательный компонент БП – стабилизатор химической стойкости, связывающий оксиды азота в продуктах разложения пороха, являющихся автокатализатором разложения. В качестве стабилизаторов используют алкилированные производные дифенилмочевины (централиты), дифениламин (C6H5)2NH), нитрозодифениламин (C6H5)NNО и др. Из централитов преимущественно применяют централит 1 (диэтилдифенилмочевина) и централит 2 (диметилдифенил-мочевина).
Для повышения энергетических характеристик БП вводят вещества с повышенной (положительной) энтальпией образования, низкой молекулярной массой газообразных продуктов сгорания, например, гексоген, октоген и др.
Для улучшения технологических свойств пороховых масс вводят технологические добавки: индустриальное масло, стеараты, вазелин, парафин, дибутилфталат, графит, фторопласты и др.
Для снижения разгарно-эрозионного действия продуктов сгорания БП используют нитрогуанидин TiO2, тальк, полиметилсилоксановую жидкость, а для снижения пламенности выстрела – KNO3, K2SO4, оксамид и др.
Усредненные данные по составу баллиститных порохов приведены в табл.