pdf.php@id=6178

Рис. 80. Зависимость вязкости от скорости сдвига металлсодержащего со­ става:

1 - 60°С; 2 - 70°С; 3 - 80"С; 4 - 90°С

Рис. 81. Зависимость вязкости от скорости сдвига состава БП-10:

1 - 60’С; 2 - 75°С; 3 - 80°С

181

1зч

11,0

10,0

9.0

8.0

7.0

6.0

Рис. 83. Зависимость вязкости от скорости сдвига топлива НМФ-2:

182

где т]о = 3...6-109 н/м2-с. Закон применим для у < 10-4 1/с.

Степенной закон, справедливый для у > 10_3 1/с.

В переходной области связь параметров у и хсд не может

быть достаточно точно выражена ни тем, ни другим уравнени­ ем и поэтому более справедливо применение трехпараметриче­ ского степенного уравнения [114]:

где с — константа.

В области малых напряжений сдвига уравнение (4.20) при­ ближается к закону Ньютона и хорошо описывает начальный участок кривой течения. В области высоких напряжений (ско­ ростей сдвига) доминирующее значение приобретает второй член, и уравнение фактически превращается в обычный сте­ пенной закон. Наконец, в области переходных напряжений оба члена оказываются соизмеримы, и уравнение удовлетвори­ тельно описывает участок с переменным индексом течения.

Для более точного описания течения пороха в широком диапазоне скоростей может быть применено четырехпарамет­

где кь к2, п — эмпирические константы, определяемые обра­ боткой экспериментальных данных.

В табл. 16, 17 представлены экспериментальные константы для уравнений (4.19) и (4.20) и ньютоновская вязкость.

183

Из таблиц видно, что индекс течения у состава БП-10 не­ сколько выше, чем у штатных порохов, у РТГ-25, напротив, ниже и находится практически на одном уровне для всех ре­ жимов переработки его в производстве.

4.1.2.5 Температурная зависимость вязкости

Как отмечалось ранее, экспериментальная проверка на расплавах полимеров показала применимость уравнения Арре­ ниуса для характеристики температурной зависимости вязко­ сти. Представляло интерес проверить справедливость зависи­ мости т| = A cE/RT и для баллиститных порохов.

На рис. 84, 85, 86 приведены графики lgrj = .Д1/7) для не­ которых составов порохов при у = 10-4 1/с (область ньюто­ новского течения) и у = 10-3 1/с (область течения с аномаль­ ной вязкостью). В диапазоне температур 60...90°С эксперимен­ тальные точки lgt) для всех составов довольно хорошо ложатся на прямую линию. Причем, прямолинейность в данных коор­ динатах характерна для областей течения как с неизменной, так и с аномальной вязкостью. Поэтому уравнение

в применении к баллиститным порохам в достаточной сте­ пени универсально и может описывать температурную зависи­ мость вязкости во всем температурном диапазоне переработки порохов. Экспериментальные значения энергии активации для различных порохов в сравнении с некоторыми полимерами приведены в табл. 18.

Энергии активации различных порохов и полимеров

185

Рис. 84. Зависимость вязкости от температуры:

1 — т = 0,09 кгс/мм2; 2 — т = 0,12 кгс/мм2; 3 — т = 0,15 кгс/мм2; 4 — т = 0,18 кгс/мм2

Рис. 85. Зависимость вязкости от температуры в области «ньютоновского» течения топлив:

1 — РСИ-60; 2 — металлсодержащего; 3 — ВВ-содержащего; 4 — БП-10

186

Рис. 86. Зависимость вязкости от температуры в области «неньютоновского» течения топлив:

1 — РСТ-4К; 2 — РСИ-60; 3 — ВВ-содержащего; 4 — металлсодержаще­ го; 5 — БП-10

Значения энергии активации вязкого течения порохов ни­ же, чем у приведенных полимеров, что говорит о меньшем влиянии температуры на вязкость пороха. Энергия активации в области течения с аномальной вязкостью несколько выше, чем при ньютоновском течении практически для всех порохов. Это различие особенно велико для пороха БП-10, у которого

чески не зависит от температуры в интервале 60...90°С, то аномальная вязкость изменяется уже существенно.

Таким образом, зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига и температуры выражаются простыми уравне­ ниями, справедливыми для большинства термопластов. Они могут быть легко получены описанными выше методами. Рас­ ширение экспериментального интервала по скорости сдвига и температуре достигается для полимеров применением метода температурно-временной суперпозиции. Однако для баллиститного пороха исследования проводятся в широком дефор­ мационном и узком температурном интервале. В этих услови­ ях определяющее влияние на вязкость пороха оказывает ско-

187

Рис. 87. Зависимость приведенной вязкости от приведенной скорости сдвига для ряда составов

рость сдвига. Учитывая резко аномальные свойства пороха, необходимо сказать, что применение принципа температур­ но-временной суперпозиции несущественно расширяет преде­ лы экспериментальных исследований.

Представляет интерес другой метод температурно-инвари­ антной характеристики вязкости. Многими проведенными ра­ нее работами было показано, что полимеры находятся в экви­ валентных состояниях при одинаковых значениях приведенной скорости (%рив = у -ri,,,J . Зависимости г\„рив = ЛУприа) универ­ сальны для очень широкого круга линейных полимеров и яв­ ляются температурно-инвариантными.

На рис. 87 представлены зависимости \gr\npue = Л\&пРив) для ряда исследованных порохов баллиститного типа. Эксперимен­ тальные результаты с некоторым приближением описываются единой кривой или точнее узкой областью, ширина которой с ростом уприа увеличивается. Это указывает на то, что для баллиститных порохов, как и для других полимерных компо­ зиций, построение температурно-инвариантной зависимости

широкого диапазона у были проведены на специально разра-

188