18719 Strona056 (2)

kładnik potęgi będzie znacznie mniejszy od jedności (w przeciwieństwie do materiałów wybuchowych).

Przy jednakowych powstałych warunkach zależność u od p powinna być tym mniejsza, im mniej produktów gazowych tworzy Kię przy paleniu masy.

Wydawałoby się zatem, że w przypadku mas bezgazowych prędkość palenia nie powinna w ogóle zależeć od ciśnienia zewnętrznego.

Próby A. Bieljajewa* wykazały jednak, że prędkość palenia wielu termitów glinowych i magnezowych, chociaż nieznacznie, ule jednak w pewnym stopniu, wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia.

I tak dla termitów Fe₂Oa + Al, Mn0₂ -j- Al i Cr₂0_;j -j- Mg przy zwiększaniu ciśnienia od 1 do 150 atmosfer prędkość palenia wzrasta 3—4-krotnie. Wynika stąd niewątpliwie, że podczas palenia tych mas zachodzą takie reakcje (na przykład reakcje utleniania aluminium tlenem tworzącym się przy lozkładzie tlenku żelaza). które przebiegają w fazie gazowej lub na powierzchni granicznej faz. Równocześnie doświadczenia A. Bieljajewa wykazały, Że istnieją również takie masy, których prędkość palenia nie zależy od ciśnienia; na przykład ter mit Cr₂C)3 + Al pali się z prędkością 2,4 mm/sek, zarówno pod ciśnieniem 1 at, jak i 100 at.

Z powyższego można wyciągnąć wniosek, że w danym przypadku reakcja palenia od początku do końca- przebiega jodynie w fazie skondensowanej.

Gdy w zamkniętej lub na wpół zamkniętej przestrzeni palimy masy wydzielające znaczne ilości gazów, powstaje duże ciśnienie; prędkość palenia wybitnie wzrasta i palenie może przejść w wybuch. Takie progresywne przyśpieszanie palenia, kończące się wybuchem, spotyka się najczęściej w przypadku mas chloranowych; bu przykład przy paleniu masy ognia zielonego o składzie: Mtt(C10;,)₂ + szelak (szczegóły o przejściu palenia w wybuch patrz w rozdziale XI).

Wymiana ciepła ze środowiskiem wpływa również w pewnym stopniu na prędkość palenia mas. Im więcej ciepła wydzielanego przy paleniu zostaje przekazane do otoczenia, tym mniejsza będzie prędkość palenia mas. W związku z tym prędkość palenia mas w wąskich rurkach powinna być nieco mniejsza niż w dużych, ale |ionieważ równocześnie w rurkach wąskich jest trudniejszy odpływ gazów, zostaje wskutek tego wywarte pewne ciśnienie (zwłaszcza w przypadku mas szybkopalnych) i dlatego nie zawsze obserwuje się zmniejszanie prędkości palenia. Przy ibardzo małych

♦ A. Bieljajew i L. Komkowa:    Zawisimost’ slcorosti gorienija

linrmltow ot dawlenija, ZFCh, <ti, wyp. 11, sir. 1302, 1950.

średnicach rurek strata ciepła do otoczenia staje się tak znaczna, że masa traci zdolność palenia.

Wielkość granicznej średnicy rurki, przy której jest jeszcze możliwe trwałe palenie się musy, zależy od szeregu czynników: temperatury początkowej, materiału i grubości ścian rurki oraz od gęstości masy.

Z reguły, im masa wydziela więcej ciepła w jednostce czasu, to jest, im intensywniej pali się, tym mniejsza jest wartość minimalnej średnicy.

W związku ze stratami ciepła do otoczenia należy rozważyć kwestię najmniejszej prędkości palenia mas. Taki proces palenia, który by miał dostatecznie małą prędkość palenia (na przykład 0,001 mm/sek), jest niemożliwy do zrealizowania w normalnych warunkach ciśnienia i temperatury, dlatego że wskutek małego dopływu ciepła w jednostce czasu i stosunkowo dużej straty ciepła do otoczenia nie udaje się uzyskać owej znacznej różnicy pomiędzy temperaturą faz gazowej i skondensowanej, będącej jedną z najbardziej charakterystycznych cech procesu palenia.

Jedną z najwolniej palących się mas jest mieszanina o składzie: NH₄NO_:j — 96% i węgiel drzewny — 4°/o, paląca się przy ciśnieniu 1 at w temperaturze 20 C (d — 0.94 G/cnr¹) z prędkością u¹ = 0,08 mm/sek. Przyjmując (w przybliżeniu) objętość właściwą gazów tworzących się podczas palenia mieszaniny u₀ 700 cm^;,/g oraz temperaturę palenia T = 900° K otrzymujemy prędkość przepływu gazów w płomieniu, a zatem i prędkość palenia:

u' (>,()(>«• 7(H)-°⁽⁾-~ 17 mi/sok.

21)3

Liczba ta odpowiada prędkości palenia najwolniejszych palnych mieszanin gazowych.

J. Zeldowicz¹ stwierdza, że najmniejsza możliwa w warunkach normalnych prędkość palenia mieszaniny CO -j- 0₂ powinna wynosić około 2 cm/sek.

Do obecnej chwili ani praktycznie, ani teoretycznie nie rozstrzygnięto zagadnienia katalizy przy paleniu mas pirotechnicznych.

Próby wprowadzenia do mas chloranowych ogni sygnalizacyjnych takich substancji, jak Mn0₂ i innych, przyśpieszających rozkład termiczny chloranu potasowego, nie dały rezultatu; prędkość palenia mas nie uległa zwiększeniu.

115

1

J. Zeldowicz: Gorienije i dietonacija to fiazach, Moskwa, 1944.