Закон скорости горения .
Скорость горения пороха ( процесс распространения химической реакции
в глубь зерна ) в основном зависит от природы и его начальной температуры , а так же от давления и температуры окружающих его газов .
в орудии и от скорости течения газов ( эрозионное горение ) .
Функциональная зависимость скорости горения - U от давления вида
U= f(p) носит название " закона скорости горения " . Различные авторы дают различные эмпирические формулы для этого закона . Это связано от условий экспериментов и , в первую очередь , от диапазона давлений , в котором проводились опыты и обрабатывались результаты экспериментов. Наиболее употребительные следующие формулы :
а) Формула Вьеля ( степенной закон )
(5.1)
A и константы , зависящие от природы пороха .
б) Двухчленная формула ( линейный закон )
( 5.2)
a и b - константы , зависящие от природы пороха .
в) Формула Шарбонье ( пропорциональный закон )
(5.3),
где U1 - коэффициент пропорциональности , зависит от природы пороха .
В случае использования степенного закона горения пороха Вьель получил для дымных порохов =0,5 , для бездымных порохов = 2/3 , для медленно горящих дымных порохов ( в дистанционных трубках ) =0,2 .
Г.А. Забудский для нитроглицериновых порохов принимал = 0,93 .
Некоторые авторы для кордитов принимают =1 и для баллиститов =1,07. Степенной закон наиболее точно описывает скорость горения в диапазоне малых давлений ( от 0 до 400 кг/см2 ) . Двухчленная формула , применённая впервые профессором С.П. Вуколовым , а , затем И.П. Граве и , значительно позже Мюрауром , позволяет описывать закон горения при давлении p>400 кг/см2 . Как показал И.П. Граве обе формулы одинаково пригодны ( степенной закон и линейный закон ) при давлениях более 400 кг/см2 ( см. рис.24 фиг.38 ) .
При решении основной задачи внутренней баллистики Н.Ф. Дроздов использовал формулу Шарбонье .В 1913г Шмиц , сжигая трубчатый порох в большой бомбе Крунна(W0=3.5 дм3) и применив для регистрации давления оптический метод записи упругих деформаций , получил полную кривую записи нарастания давления и на опыте доказал справедливость закона скорости горения в виде:
Если справедлив этот закон и так как скорость горения есть
где de-преращение сгоревшего слоя за время dt то;
или
Интегрируя получим или
откуда
Величины "e1" и "U1" характеризуют размеры и природу пороха и независит от условий заряжания . Проведя опыты по сжиганию одного и того же пороха трубчатой формы в бомбе Крунна при от 0.12 кг/дм3 до 0.26 кг/дм3 и измерив площадь кривых давлений p(t), Шмиц нашел ,что действительно найденные из опытов равны между собой . На рис.25 ( фиг.39 ) показаны вид и расположение кривых p(t) . В дальнейшем этот закон подтвердили Мюраур , М.Е. Серебряков и др.
Размерность U1 видна из равенства U1= .
Величина U1 является , как сила пороха f и коволюм - основной баллистической характеристикой пороха и зависит так же как f и от физико-химической природы пороха . Величина U1 для нитроглицериновых порохов .
Озависимости U1 от ряда факторов упоминалось ранее .
Шмиц проводил свои опыты при от 0,12 до 0,26 . Более поздние опыты показали , что при очень ... плотность их заряжания ( 0,015 кг/дм3 )
интеграл является линейной убывающей функцией от времени
.
В опытах М.Е. Серебрякова и А.И. Кохонова было показано , что изменяется с увеличением времени горения только для порохов , имеющих значительную толщину ( 2е1>0,5 ) ; для очень тонких, быстро сгорающих порохов полный импульс даже при малых плотностях заряжания не зависит от . Это указывает на то , что здесь играет скорость процесса ,от которого зависит прогревание пороховой массы в слое , непосредственно прилегающем к горящей поверхности S , от повышения температуры увеличивается скорость горения U1 и уменьшается интеграл .
Убывание Ik с уменьшением для таких порохов при <0.1 кг/дм3 является так же следствием прогревания пороховой массы при относительно медленном сгорании , причем это прогревание тем больше , чем медленнее горит порох , т.е. меньше . В этом случае наиболее целесообразно использовать степенной закон . В опытах М.Е. Серебрякова ( 1932 г. ) с порохом на твердом растворителе при давлении Рm<1000 кг/см2 можно принять . Поскольку в орудиях пороха горят при высоких давлениях и при больших , то для них можно считать справедливым скорость горения .
Этот закон справедлив для давлений до 20000 кг/см2 . На что указывают опыты французских исследователей.
О влиянии и геометрических размеров при больших >0,6 кг/дм3 свидетельствуют опыты, проведенные Ю.Ф. Христенко в монометрических бомбах его собственных конструкций (описание их дано в главе 3.1.) .
Была проведена серия экспериментов на модернизированной диафрагменной бомбе , где давление сбрасывалось в течении 0.1-0.2 мсек. , почти мгновенно .
Эксперименты проводились для одноканального пороха **ВТМ при плотностях заряжания и **вставка
На рис. (фиг.7)представлены экспериментальные данные с порохом ВТМ в монометрической бомбе с диафрагмой для плотности заряжания и .Можно отметить большой разброс по давлению от опыта к опыту при . При обработке этих данных необходимо изменять коэффициент U1 с до начиная с для согласования расчетных и опытных данных. Коэффицентами согласования являются также и .
Дата добавления: 2015-07-06; просмотров: 5969;