Устойчивое горение пористых ВВ

УСТОЙЧИВОЕ ГОРЕНИЕ ПОРИСТЫХ ВВ [c.39]

Исследование устойчивого горения пористых систем способствует также более полному пониманию процессов, определяющих возникновение фильтрационной неустойчивости. [c.39]

Безусловно, эти немногочисленные наблюдения, которые носили в основном качественный характер, не позволили создать единой и физически обоснованной количественной картины явления и ответить на некоторые практически важные вопросы, связанные с обеспечением взрывобезопасности процессов производства и эксплуатации ВВ и порохов. Поэтому дальнейшие исследования нарушения устойчивости горения пористых систем [10—12, 59—70] проводились но следующим основным направлениям 1) изучение механизма проникновения горения в поры применительно к типичным условиям сжигания 2) определение критических условий нарушения устойчивости для различных классов ВВ и порохов 3) исследование влияния на устойчивость горения параметров заряда (газопроницаемости, пористости, геометрических размеров), а также физико-химических и термохимических свойств ВВ 4) установление количественных закономерностей, определяющих потерю устойчивости. [c.61]

ВУ) а < п1 — к тротилу при нормальной температуре и том же давлении. Величину Нк можно назвать тротиловым коэффициентом устойчивости горения пористого заряда с точки зрения критического размера пор [c.93]

При температуре, превышающей определенную величину Гкр, горение полностью завершается в слое, снаружи (сверху) слой выглядит так же, как при псевдоожижении продуктами сгорания с соответствующей температурой. Температура слоя определяется тепловым балансом установки, следовательно, им же определяется и диапазон коэффициентов расхода воздуха ав, в котором возможно устойчивое горение. На рис. 4.2 приведены зависимости, полученные в кипящем слое диаметром 97 и высотой 50 мм (в не-ожиженном состоянии) при подаче смеси природного газа с воздухом через пористый газораспределитель [1]. Устойчивое горение в слое корунда 0,25—1,0 мм наблюдалось в этих опытах лишь в диапазоне 1 ав < 1,4. При ав = 1 газ сгорал непосредственно на выходе из газораспределительной решетки, температура в зоне горения примерно на 300°С превышала температуру в объеме слоя. С увеличением ав зона горения растягивается, в результате чего высота температурного пика уменьшается. В условиях приведенного на рис. 4.2 эксперимента при ав > 1,35 температурный пик у решетки исчезает, а температура над слоем оказывается выше, чем в слое. [c.195]

Нарушение устойчивости послойного горения пористых взрывчатых систем обусловлено прониканием горения в поры вследствие фильтрации продуктов сгорания [4—7]. При анализе условий перехода горения во взрыв мы будем использовать некоторые результаты, полученные в теории фильтрации при исследовании течения природных жидкостей и газов в пористых системах, а также сложившиеся здесь основные понятия и определения. [c.22]

В определенных условиях горение пористых ВВ является устойчивым, равномерным и осуществляется параллельными слоями (послойно). При этом величина массовой скорости горения близка к таковой для сплошных непористых образцов. [c.39]

Экспериментальное изучение закономерностей устойчивого горения ВВ с открытой газопроницаемой пористостью требует соблюдения методических предосторожностей. Надежные данные могут быть получены, если горение осуществляется при постоянном внешнем давлении. Это условие строго выполняется, если сжигание производится на атмосфере. При горении в бомбе постоянного давления даже со значительной величиной свободного объема (бомбы БД-150, БД-1000) давление возрастает, что способствует проникновению продуктов горения в поры. Кроме того, если не приняты специальные меры, поры ВВ до начала горения заполняются газом (азотом), который используется для создания давления в бомбе. Газ в порах выполняет роль своеобразной инертной добавки в ВВ, масса которой возрастает с увеличением давления. Оба эти фактора могут искажать получаемые результаты, причем объективный учет их влияния на горение представляет значительные трудности. Рассмотрим поэтому в основном данные, полученные при постоянном — атмосферном давлении. [c.40]

Выше отмечалось, что критический диаметр горения для данных веществ (в отличие от первой группы) снижается по мере уменьшения плотности. Таким образом, наблюдается определенный параллелизм между характером изменения с плотностью массовой скорости и критического диаметра горения для определенных представителей этих двух групп веществ. Закономерности горения веществ второй группы представляют значительный интерес не только потому, что они не укладываются в существующие представления, но прежде всего потому, что именно при горении неплавящихся систем следует ожидать проявления специфических особенностей, характерных для пористых систем. Вместе с тем в литературе имеются весьма ограниченные сведения по этому вопросу. Поэтому мы предприняли более подробное изучение устойчивого равномерного горения пористых неплавящихся систем. [c.47]

НАРУШЕНИЕ УСТОЙЧИВОГО ГОРЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМЫХ ПОРИСТЫХ СИСТЕМ [c.58]

При дальнейшем изложении термины проникновение горения в поры , нарушение устойчивости горения газопроницаемых пористых систем , возникновение фильтрационной неустойчивости используются как равнозначные по своему смыслу. [c.61]

Обычно пренебрегают деформацией заряда, т. е. полагают, что начальные значения газопроницаемости, пористости и размера пор в процессе устойчивого горения сохраняются неизменными. Данное предположение является оправданным для подавляющего большинства кристаллических ВВ повышенной плотности. [c.62]

На рис. 26 показаны типичная запись давления в объеме бомбы р (t) и оптическая запись при нарушении устойчивого послойного горения пористого заряда. Пока сохранялось устойчивое горение, наблюдалось плавное нарастание давления, при этом скорость горения заряда близка к определяемой в условиях бомбы Кроуфорда. Резкий рост давления и скорости (излом записи) свидетельствовал о достижении критических условий, о нарушении устойчивого горения параллельными слоями и прорыве горения в поры. Нарушение устойчивости горения можно характеризовать критическими значениями давления в объеме, скорости горения или газопроницаемости. В качестве основной характеристики обычно используется критическое давление срыва устойчивого горения Рс iTo является предпочтительным для условий возрастающего давления и схемы замурованного заряда . Действительно, при вынужденном проникании именно давление определяет скорость течения газа [см. (21)] и, следовательно, — конечный эффект втекания. Полнота горения и распределение температуры в газовой фазе также являются функциями давления. Критическое давление непосредственно определяется из осциллограммы [c.74]

Изучение нарушения устойчивости горения зарядов ВВ с высокой пористостью (т 0,15) было проведено в работах (И, 32, 62—69]. В исследованиях Беляева с сотр. [10, 60] основное внимание было уделено изучению возникновения неустойчивости в образцах с низкими значениями пористости (т = 0,15—0,03) и газопроницаемости (к = 10 — 10 дарси), что было обусловлено следующими обстоятельствами. При пористости т 0,15 можно пренебречь деформацией зарядов на стадии послойного горения, поскольку их устойчивость нарушается при давлениях, значительно меньших тех, при которых прессовались образцы. Кроме того, полученные результаты соответствуют нарушению устойчивости [c.75]

Горение составов на основе перхлората аммония (ПХА) в интервале давлений 100—200 атм устойчиво, если пористость образцов не превышает 0,05. [c.77]

Возможность нарушения послойного горения зависит от условий проведения эксперимента, которые определяют первоначальные причины, вызывающие фильтрацию продуктов горения в поры (см. 12). Сравнение устойчивости горения одинаковых пористых образцов, проведенное в условиях манометрической бомбы и бомбы постоянного давления (при заполнении пор азотом), показало, что в последнем случае послойное горение нарушается при давлениях в 5—15 раз больших при этом существенно различается характер возникшего конвективного горения (см. 23). Рассмотрим горение пористых зарядов в этих условиях. [c.86]

Критерий самопроизвольного нарушения устойчивости нормального горения должен включать в себя условия проникновения газообразных продуктов сгорания в поры заряда и воздействия его на процесс горения. Он должен выражаться через соотношения безразмерных параметров, описывающих горение пористого заряда. Диаметр поры может образовать безразмерный параметр в виде отношения к другой величине с размерностью длины, характеризующей процесс горения. Такими величинами являются ширины характерных зон горения I (может быть несколько таких зон li) и характерный размер зерен вещества г i. Кроме того, в критерий будут входить безразмерные числа, характеризующие течение газа и теплообмен (числа Нуссельта, Прандтля, Льюиса — Лыкова) [c.90]

После нарушения устойчивого горения возникает режим конвективного горения, при котором внутренняя поверхность пор воспламеняется проникающими в поры газообразными продуктами горения, со скоростями, превышающими скорость послойного горения в десятки и сотни раз. Прежде чем излагать основные результаты изучения конвективного горения пористых систем, рассмотрим существующие представления о механизме воспламенения твердых ВВ и порохов. [c.111]

Коррозия металла, масло, краска и другие загрязнения сильно ухудшают устойчивость горения дуги, приводят к пористости шва, снижают прочность сварного соединения. Поэтому кромки перед сваркой очищают на ширину не менее 10 мм карборундовым кругом или проволочной щеткой от переносной машинки с гибким валом. Для снятия масла и консервирующей смазки трубы промывают растворителем, а небольшие пятна и следы масла снимают ветошью. [c.168]

Угол скоса кромок труб проверяют шаблоном в нескольких точках по окружности. Допускаемое отклонение от заданного угла не должно превышать значений, приведенных в табл. 9. Торцы труб должны быть перпендикулярны к ее продольной оси. Проверяют перпендикулярность угольником и линейкой. Отклонения замеряют по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Отклонение от перпендикулярности для труб с условным проходом до 250 мм допускается не более 1 мм, а с условным проходом более 250 мм — 2 мм. Нельзя сваривать трубы, кромки которых покрыты ржавчиной, маслом, краской или грязью, так как ухудшается устойчивость горения дуги, появляется пористость и понижается прочность сварного соединения. Очищают кромки и концы труб от ржавчины, окислов и других загрязнений [c.134]

Из сказанного следует, что для обеспечения максимальной устойчивости горения, т. е. для получения пороха, необходимо устранить пористость и обеспечить надлежащую вязкость. [c.68]

При наличии значительной пористости пламя легко проникает вглубь, что сопровождается резким увеличением поверхности горения, а следовательно, и увеличением массовой скорости горения, которая быстро становится больше предела, при. котором еще возможно устойчивое горение. [c.98]

Газопроницаемость, определяющая течение газа по порам и, следовательно, возможность нарушения устойчивости послойного горения зависит не только от пористости, но также от размера частиц, характера их упаковки и структуры порового пространства. Поэтому не существует универсальной теоретической зависимости между газопроницаемостью и пористостью, и ее конкретный вид устанавливается экспериментально. Измерение газопроницаемости основано на использовании закона Дарси. Опыты проводятся, как правило, в режиме установившейся изотермической фильтрации газа. Применяемые методики отличаются лишь конструктивным оформлением. [c.31]

Располагая зависимостями газопроницаемости от пористости для ряда ВВ, мы имели возможность сравнить устойчивость их горения при одинаковой газопроницаемости и близкой структуре образцов. Только такое сравнение могло выявить роль физикохимических и термохимических свойств ВВ в процессе нарушения устойчивости послойного горения. [c.34]

В существующих теориях нормального горения конденсированных систем принимается, что передача тепла из зоны реакции к непрореагировавшему веществу осуществляется теплопроводностью и излучением, а конвективная теплопередача (проникновение газообразных продуктов горения или расплава) отсутствует. Применительно к сплошным системам это положение не вызывает сомнений, и их горение является нормальным. Что касается пористых систем, то, как будет показано ниже, в ряде случаев проникновение продуктов горения в поры заведомо происходит, хотя горение является устойчивым и равномерным. Естественно, что такое горение нельзя классифицировать как нормальное. [c.39]

Сильным допущением является предположение об изотермическом характере процесса. Вместе с тем оно физически оправдано для двух предельных случаев горения 1) когда эффективный путь теплоотдачи газа охл Ь (L — длина заряда), т. е. когда газ охлаждается в узком поверхностном слое, 2) при охл когда температура фильтрующегося газа практически не изменяется. Пренебрежение начальным давлением в порах обосновано для наиболее интересного случая горения зарядов с низкой пористостью, нарушение устойчивости которых наблюдается при высоких [c.66]

Зависимости критического давления от пористости для вторичных ВВ и смесевых составов (при стехиометрическом соотношении компонентов) приведены соответственно на рис. 27 и 28. Точки на графиках представляют средние значения из 3—4 измерений. В области давлений ниже кривой горение устойчиво, выше — неустойчиво. [c.76]

При. наполнении пористого заряда жидкостью может образоваться подвижная двухфазная система, горение которой сопровождается рядом интересных закономерностей. В зависимости от способности компонентов системы к горению, а также от их физико-химических свойств возникает устойчивый или возмущенный турбулентный режим горения. [c.278]

A. Ф. В e л я e в, А. И. К о p о т к о в, А. А. С у л п м о в. Влияние давления на нарушение устойчивости горення пористых взрывчатых веществ.— ПМТФ, 1963, № 5, 117. [c.219]

Рис. 4. Заоись давления р (1) при нарушении устойчивого горения пористого заряда

Применительно к твердым веществам проникновение горения в поры (объем) В В является основным механизмом нарушеция устойчивости горения пористых систем [c.61]

Рис. 26. Оптическая осциллограмма (а) и запись давления р (е) (б) при нарушении устойчивого горения] пористого заряда в манометриче- К0Г1 бомбе

Критерий устойчивости горения пористых зарядов был впервые получен в работе [89]. Позднее [60] было предложено считать в критерии (43) в качестве I ширину слоя расплава для плавких и ширину зоны прогрева газа для неплавких веществ, а условие устойчивости горения принимать в виде pd onst или р (i — — 6) onst. В работе [11] рассматривались условия нарушения целостности слоя расплава на поверхности плавящихся при горении веществ. Для критической скорости горения и найдена выражение вида [c.91]

ЧТО теория в первом приближении правильно отражает. закономерности явления, а величину ср можно рассматривать как достаточно представительную характеристику устойчивости горения пористых зарядов. В то же время введение критической величины ф создает основу для дальнейшего уточнения роли различных факторов, не вошедших прямо в условие (43 ). В табл. 6 представлены средние значения критической величины ф для ряда индивидуальных веш еств и гомогенных смесей. Сюда вошли вторичные взрывчатые веш,ества, инициируюш,ее ВВ, два баллиститных пороха, Таблица построена по опубликованным результатам экспериментов. В целом она охватывает данные опытов на зарядах с относительной плотностью от 0,25 до 0,7 при относительно крупных размерах частиц, составляющих заряд от 50 до 730 мк (в том числе полидиснерсные заряды [62]). Критические значения скоростей горения лежат в пределах от 0,33 до 8 г см -сек, а давления от единиц до 750 атм [c.92]

Таким образом, всясовокупностьизложенныхданныхсвидетельствует о том, что при горении пористых неплавящихся веществ практически всегда имеет место проникновение продуктов горения в поры, и горение таких систем не является нормальным Необходимо подчеркнуть, что рассматривалось устойчивое послойное горение, когда проникающие продукты не вызывали поджигания внутренней поверхности пор. [c.52]

Для проверки справедливости проведенного расчета нами были поставлены специальные опыты, в которых определялось время достижения передним фронтом газа закрытого конца заряда при его устойчивом горении. Заряды из смеси 10% полистирола + 90% ПХА, поверхность горения которых является газопроницаемой, поджигались в специальной бомбе воспламенителем, который создавал давление р < рс за короткое время (5 мсек) и это давление в процессе горения поддерживалось постоянным. Применяли два пьезодатчика, один из которых записывал давление в объеме бомбы, другой — в порах горяш его заряда у закрытого конца. Время г определяли по началу срабатывания датчиков. Ниже представлены значения 1 сек, полученные при давлении р = 2Ъ атм для образцов с пористостью т = 0,15 и газопроницаемостью к = 10 дарси. [c.69]

Величина константы а определяется физико-химическими свойствами вещества и условиями опыта. Константа Ь приближенно характеризует величину закрытой (газонепроницаемой) пористости. Это следует из сопоставления приведенных данных с зависимостью газопроницаемости от пористости (см. рис. 12) в интервале изменения пористости т = 0,03—0,05 газопроницаемость образцов крайне мала и составляет величину порядка 10 дарси. Согласно (39), при пористости пг Ь должно сохраняться устойчивое горение до высоких давлений, что было подтверждено прямым экспериментом. Устойчивое горение образцов тэна и смесевых составов с пористостью т = 0,02—0,03 наблюдалось вплоть до максимального в наших опытах давления 3000—4000 атм [23]. Незначительное увеличение пористости до значения 0,05 приводит, как видно из рис. 28, к неустойчивости. Таким образом, переход от устойчивого горения к неустойчивому в данном интервале изменения пористости происходит исключительно резко. [c.77]

Основной особенностью большинства вторичных ВВ является их способность плавиться при горении без заметного разложения в конденсированной фазе. Изучение поверхности горения погашенных пористых образцов, а также одновременная запись давления в объеме и в порах горящего заряда показали, что высокая устойчивость горения высоконлотных вторичных ВВ (тротил, пикриновая кислота, дина, тэн) обусловлена существованием на горящей поверхности сплошного расплавленного слоя [10, 59, 60] При устойчивом горении, когда давление ниже критического, расплавленный слой выполняет роль газонепроницаемой перегородки, исключающей фильтрацию газовых продуктов в поры давление в порах практически сохраняется равным атмосферному вплоть до конца горения, т. е. до подхода фронта горения к датчику, расположенному на торце заряда. Нарушение сплошности расплава происходит при давлении, близком к критическому. В этих условиях проникающие газы интенсивно охлаждаются вследствие отбора тепла на плавление и испарение вещества, что также способствует стабилизации горения. [c.80]

Выше ( 15) мы оценили критический размер поры, в которую возможно проникновение горения, использовав для этой цели данные по нарушению устойчивости горения газопроницаемых пористых систем. Однако горение замкнутых пор характеризуется рядом специфических особенностей, которые необходимо учитывать при рассмотрении критических условий проникания. Поджатие газа у закрытого (глухого) конца поры стабилизирует течение продуктов и затрудняет проникание горения. С другой стороны, создаются благоприятные условия для втекания газа по са-йоПроизвольному механизму, так как отсутствует характерное для прессованных систем периодическое разрушение выемок, генерирующих в пору продукты горения. [c.100]

Явления коксования в той или иной форме сопутствуют процессам горения твердого топлива. Так, при сжигании углей со спекающимся коксом в слоевых процессах самое явление спекания отдельных частиц угля приводит к полному перерождению начальной пористой структуры слоя, что при отсутствии внешнего вмешательства может привести к прекращению проникновения воздуха в слой и ликвидации устойчивого слоевого очага горения. При факельном сжигании спекающихся углей в пылеобразном состоянии наблюдаются явления вспучивания пылеобразных угольных частиц с увеличением их диаметра за счет развиваемого в частице внутреннего давления газа разложения, если он не в силах прорваться через пластическую оболочку. Если же поверхность откоксовавшейся пластической частицы успела затвердеть, газ может прорвать ее, извергнув наружу ту внутреннюю часть, которая еще находится в расплавленном состоянии. Все эти побочные явления существенно влияют не только на поведение в процессе горения отдельных частиц, но и на ход процесса выгорания топлива в целом. [c.32]

Третья группа. Весь воздух как теоретически необходимый, так и избыточный смешивается с газом предварительно в специальных смесителях, т. е. до поступления в топку. Длина смесителя выбирается значительной, с тем чтобы обеспечить тонкую гомогенизацию смеси. Горение турбулентной газовоздушной струи происходит при этом в сравнительно коротком слабосве-тящемся пламени, которое сохраняет устойчивое положение даже при больших скоростях истечения смеси благодаря применению стабилизаторов (туннелей, тел плохо обтекаемой формы, перфорированных или пористых диафрагм и др.). [c.72]

В режиме устойчивого (без взрывов пузырей) горения распределение температур и концентраций продуктов сгорания в прирешеточной зоне целиком определяется конструкцией газораспределительной решетки. Из сказанного выше видно, что при идеальномэ газораспределении (на пористой пластине) зона горения простирается не более чем на десяток-другой мм. Длина факелов, образующихся у отверстий применяемых в промышленности колпачковых газораспределителей, обычно превышает эту величину, поэтому в промышленных установках горение подгоговленной смеси (если оно устойчиво, т. е. без хлопков ) всегда заканчивается в пределах гидродинамического вл 1яния решетки. При этом, в связи со струйным истечением смеси и ее горением в факеле и его окрестности, зона горения растягивается, поэтому пики температур на колпачковых газораспределителях оказываются меньше, чем на пористых. В [3] указано, что максимальные температуры горения достигаются в зоне образования газовых пузырей на расстоянии 50—80 мм от оси колпачка. Поскольку с ростом диаметра отверстий в распределителе (и, соответственно, шага между ними) увеличиваются размеры застойных зон, в качестве оптимальных предлагаются диаметры отверстий в колпачках, равные 1—2,5 мм, при размещении 100—180 колпачков на 1 м подины. [c.196]

Успешному осуществлению внутрнпластового горения способствуют равномерность распределения нефти в пористой среде, высокие проницаемость и пористость. Более устойчивые очаги горения возникают в породе с тяжелыми нефтями, обладающими повышенным содержанием коксового остатка. [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология