Надо Знать

добавить знаний



Порох


N110 ruuti.jpg

План:


Введение

N110 ruuti.jpg

Порох ( рус. порох , англ. powder , нем. Pulver n ) - Жесткая система, которая содержит органические и неорганические соединения, способные устойчиво (без перехода в детонацию) гореть в широком интервале внешнего давления (0,1-1000 МПа), выделяя большое количество газов с температурой 1200-3700 С.


1. Общая информация

Горение протекает параллельными слоями в направлении, перпендикулярном поверхности. Различают П.: бездымные (баллистические, безполуменеви, пироксилиновые и др.)., Дымные и смешанные. Смеси из древесного угля, серы и нитрата ка-лия называются дымными или черными П. (см. дымный порох). Последний широко применяется в горном деле для огне-ведущих (бикфордовым) шнуров. Используется для метания снарядов, движения ракет и в других целях.

Горение параллельными слоями не переходит во взрыв, обусловливается передачей тепла от слоя к слою и достигается изготовлением достаточно монолитных пороховых элементов, лишенных трещин. Поскольку возможность проникновения продуктов горения внутрь вещества исключена, горение пороха устойчиво при больших внешних давлениях. Горение параллельными слоями позволяет регулировать скорость газообразования. Газообразование пороха зависит от величины поверхности заряда и скорости его горения.

Величина поверхности пороховых элементов определяется их формой, геометрическими размерами и может в процессе горения увеличиваться или уменьшаться. Такое горение называется соответственно прогрессивным или дегрессивными. Для получения постоянной скорости газообразования или ее изменения по определенному закону отдельные участки зарядов (например, ракетных) покрывают слоем негорючих материалов (бронированием). Скорость горения пороха зависит от их состава, начальной температуры и давления.


2. Характеристики пыли

Основными характеристиками пороха являются

  • теплота взрывчатого превращения Q - количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 килограмму пороха
  • объем газообразных продуктов W выделяемых при сгорании 1 килограмма пороха (определяется после приведения газов к нормальным условиям)
  • температура газов Т, определяемая при сгорании пороха в условиях постоянного объема и отсутствия тепловых потерь
  • плотность пороха ρ
  • сила пороха f - работа, которую мог бы сделать 1 килограмм пороховых газов, расширяясь при нагреве на Т градусов при нормальном атмосферном давлении.

Характеристики основных типов порохов

Порох Q, ккал / кг W, дм 3 / кг T, K
пироксилиновый 700 900 2270
балиститни: 900 1000 2900
ракетные 1200 860 2790
артиллерийские 880 750 2550
кордитни 850 990 2900
дымный 700 300 2400

3. Виды порохов

Различают два вида пороха: нитроцеллюлозные (бездымные) и смесевые (в том числе дымный). Порох, который применяется в ракетных двигателях, называется твердым ракетным топливом. Основу нитроцеллюлозных порохов составляют нитроцеллюлоза и растворитель. Кроме основных компонентов эти пороха содержат присадки.

По составу и типичным растворителем, нитроцеллюлозные пороха делятся на: пироксилиновые, балиститни и кордитни.

  • В состав пироксилинового пороха обычно входит 91-96% пироксилина, 1,2-5% летучих веществ ( спирт, эфир и вода), 1,0-1,5% стабилизатора (дифениламин) для увеличения стойкости при хранении, 2-6% флегматизатора для замедления горения наружных слоев пороховых зерен, 0,2-0,3% графита и огнетушащего присадки. Такие пороха изготовляются в виде пластинок, лент, колец, трубок и зерен с одним или несколькими каналами; применяются в огнестрельном оружии и в артиллерии. Основными недостатками пироксилиновых порохов являются: изменение содержания остаточного растворителя и влаги при хранении, что негативно сказывается на их балиститних характеристикам: длительности технологического цикла производства (от 6-10 дней до 1 месяца).
  • Основу балиститних порохов составляют нитроцеллюлоза, которая не удаляется и (труднолетучим) растворитель, поэтому их иногда называют двухосновный. В зависимости от применяемого растворителя они называются нитроглицериновая, дигликольнимы подобное. Обычный состав балиститних порохов: 50-60% коллоксилина (и 25-40% нитроглицерина. Кроме того, в состав этих порохов входят ароматические нитросоединения (например динитротолуол), стабилизаторы (централит), а также вазелин, камфара и другие присадки. Порох изготовляются в виде трубок, пластин, колец и лент. По применению делят на ракетные (для зарядов к ракетным двигателям и газогенераторов), артиллерийские (для метательных зарядов к артиллерийским системам) и минометные (для метательных зарядов к минометов). По сравнению с пироксилиновый баллистические пороха отличаются меньшей гигроскопичностью, скоростью изготовления (6-8 часов), возможностью получения больших зарядов (до 1 метра в диаметре), высокой физической стойкостью и стабильностью баллистических характеристик. Недостатком балиститних порохов является большая опасность в производстве, обусловлена ​​наличием в их составе мощной взрывчатого вещества - нитроглицерина, очень чувствительного к внешним воздействиям.
  • Кордитни пороха содержат високоазотний пироксилин, для растворения которого требуется, кроме нитроглицерина, добавка летучих растворителей (спирто-эфирное смесь, ацетон). Это приближает технологию производства данных порохов к производству пироксилиновых порохов. Преимущество кордитами - большая мощность, однако они вызывают повышенный разгар ЛЮФ.
  • Смесовые пороха как твердые ракетные топлива содержат примерно 60-70% перхлората аммония (окислитель), 15-20% полимерного связующего (горючее), 10-20% порошкообразного алюминия и различных присадок. Перед балиститнимы порохами они обладают преимуществами: более высокой удельной тягой, меньшей зависимостью скорости горения от давления и температуры, большим диапазоном регулирования скорости горения с помощью различных присадок и т.д..
  • Современные дымные пороха изготовляются в виде зерен неправильной формы. Роль окислителя в них выполняет калиевая селитра, а основного топлива - деревянное угля. Сера является цементирующим веществом, снижающим гигроскопичнисть пороха и облегчает его воспаление. Сорта дымных порохов:
    • шнуровой (для огнепроводного шнура);
    • ружейный (для воспламенителей в зарядов с нитроцеллюлозных порохов и смесевых твердых топлив
    • крупнозернистый
    • плиннозгораючий (для усилителей и замедлителей в трубках и взрывателя)
    • минный (для взрывных работ);
    • охотничий.

4. История пороха

Первым представителем пороха и взрывчатых веществ был дымный порох - механическая смесь калиевой селитры, угля и серы, обычно в соотношении 75:15:10. Подобные составы появились еще в древности и применялись главным образом в качестве зажигательных и разрушительных орудий. Наиболее древний описание такого вещества (682 г.) содержится в "бесценным рецептом" китайского алхимика Сунь Сымяо. Письменные свидетельства применения пороха в военных действиях исходят из китайских источников на рубеже I и II тысячелетий нашей эры. В 1044 г. в Китае вышел трактат Цинь Кунли "Основы военного дела", содержавший рекомендации к применению пороха.

Метательное способность дымного пороха было открыто значительно позже и послужило толчком к развитию огнестрельного оружия. В Европе (в том числе и на Руси) известен с 13 века; до середины 19 века оставался единственным взрывчатым веществом бризантного действия и до конца 19 века - метательным средством.

С изобретением нитроцеллюлозных порохов дымный порох в значительной мере утратил свое значение.

Примерно в то же время (1887-91) в России Менделеев разработал пироколлоидний порох, а группа инженеров Охтенського порохового завода - пироксилиновый порох. В 30-х годах 20 века в СССР впервые были созданы заряды с балиститного пороха для реактивных снарядов, успешно применявшихся войсками в период Второй мировой войны (реактивные системы залпового огня). Смесовые пороха для ракетных двигателей были разработаны в конце 40-х годов.


См.. также


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам