Strona051 (2)

Rozdział X

MECHANIZM PALENIA. ZALEŻNOŚĆ PRĘDKOŚCI PALENIA MAS PIROTECHNICZNYCH OD RÓŻNYCH CZYNNIKÓW § 1 MECHANIZM PALENIA MAS PIROTECHNICZNYCH

Proces palenia mas pirotechnicznych jest niezwykle złożony.

Jest oczywiste, że proces palenia mas pirotechnicznych ma wiele cech ocrębnych w porównaniu z procesami palenia materiałów wybuchovyeh lub prochów, jednakże, co potwierdziło doświadczenie, wiele prawidłowości palenia jest wspólnych dla tych* materiałów. Dlatego w dalszym wykładzie niejednokrotnie będzie się prze-prowadzab analogię pomiędzy prawidłowościami palenia mas pirotechnicznych i materiałów wybuchowych oraz prochów.

Proces salenia mas pirotechnicznych można podzielić na trzy fazy: zapłon, zapalenie i palenie.

Z a p ł on masy następuje z reguły w wyniku działania impulsu cieplnego, który udziela się jedynie ograniczonej części powierzchni masy protechnicznej.

Zapłonieniem (zapaleniem) masy nazywamy rozprzestrzenienie się palenia na całej powierzchni masy.

Paleniem właściwym nazywamy rozchodzenie się procesu w głąb masy.

Prędkość, z jaką następuje zapłonienie mas pirotechnicznych, jest wielokrotnie większa od prędkości palenia; podobne stosunki spotykamy także w prochach (czarnych i bezdymnych).

Prędkość zapłonienia mas pirotechnicznych o tym samym składzie zależy:

1.    Od stopnia rozdrobnienia składników, mianowicie im składniki są drobniejsze, tym jest większa powierzchnia masy i tym łatwiej i s:ybciej następuje zapłonienie.

2.    Od gęstości masy; im większa jest gęstość masy, tym mniejsza. jest je powierzchnia (mniej porów w masie) i tym wolniej i trudniej nachodzi jej zapłonienie.

3.    Od temperatury początkowej masy; im terpperatura jest wyższa, tym łatwiej i szybciej następuje zapłonienie.

4. Od ciśnienia zewnętrznego; przy zwiększeniu ciśnienia prędkość zapłonienia wybitnie wzrasta; zjawisko to można wyjaśnić tym, że sprężone gazy przekazują w jednostce czasu więcej ciepła zapalanej przez nie powierzchni układu skondensowanego niż te same gazy znajdujące się pod ciśnieniem atmosferycznym.

Największą prędkość zapłonienia posiadają nie sprasowane masy fotoblyskowe i proch czarny; prędkość zapłonienia ścieżki prochu czarnego wynosi 3,5 m/sek.

Należy dodać, że procesy zapłonienia zarówno mas pirotechnicznych, jak i materiałów wybuchowych oraz prochów są dotąd jeszcze niedostatecznie zbadane i że zadaniem najbliższej przyszłości powinno być zebranie materiału doświadczalnego w celu opracowania teorii zapłonienia.

Proces palenia mas pirotechnicznych jest zespołem wielu egzotermicznych, a także endotermicznych procesów chemicznych, jak również fizycznego zjawiska przenoszenia ciepła.

Z grubsza biorąc, proces palenia da się podzielić na dwa etapy; zaczyna się on w fazie skondensowanej, a kończy w fazie gazowej (płomień). Przy czym, według autora, w fazie skondensowanej (szczególnie dotyczy to mas pirotechnicznych palących się płomieniem) odbywają się przede wszystkim procesy endolermiczne, a w fazie gazowej — egzotermiczne. W wielu, a raczej w większości przypadków, procesy przebiegające w fazie skondensowanej mogą zachodzić jedynie kosztem ciepła dochodzącego z fazy gazowej (z płomienia).

Tezę tę potwierdzają wyniki doświadczeń, które stwierdzają, że wszystkie dotąd zbadane masy pirotechniczne tracą zdolność palenia się przy niskich ciśnieniach.

Nieodzownym warunkiem tego, aby palenie przebiegało równomiernie, jest równowaga pomiędzy dopływem a odpływem ciepła we wszystkich strefach reakcji. Naruszenie tej równowagi wywołuje albo gaśnięcie, albo też palenie staje się nierównomierne — powstaje pulsacja¹.

Podany wyżej schemat procesu palenia mas pirotechnicznych, uwzględniający rozbicie tego proęesu jedynie na dwa etapy, stanowi w rzeczywistości tylko pierwsze przybliżenie.

Prowadząc bardziej ścisłe badanie mechanizmu palenia mas pirotechnicznych, należy zauważyć, że istotna różnica pomiędzy materiałami wybuchowymi, a masami pirotechnicznymi polega na tym, że masy pirotechniczne stanowią układ niejednorodny.

105

1

Szczegóły o pułsacji, patrz K. Andricjew, ŻFCh 20, wyp. 1 — fi, 367, 1946.