46785 Strona055 (2)

Ciepło wydzielane w reakcji wynosi zaledwie 0,1 kcal na jeden gram masy; jest to ilość zupełnie niedostateczna do zapewnienia samorzutnego przebiegu reakcji.

Jednakże pizy silnym impulsie początkowym reakcja azotanów z siarką¹ jest możliwa, gdyż całkowitej redukcji azotanu odpowiada wydzielenie znacznej ilości ciepła

2NaNO_;i -f~ 2S ⁼ Na2SO.j -f- SO2 -j- N2 4¹ 173 kcal,

ćo w przeliczeniu na 1 g masy daje 0,7 kcal/g.

Spośród czynników fizycznych mających wpływ na prędkość palenia należy wskazać następujące.

Zwiększenie gęstości masy znacznie zmniejsza prędkość palenia większości mas.

Szczególnie wybitnie zaznacza się wpływ gęstości na charakter palenia mas fotoblyskowych; 1 kg masy fotobłyskowej w postaci proszku spala się w przeciągu dziesiątych części sekundy, podczas gdy czas palenia tej samej ilości masy fotobłyskowej sprasowanej pod ciśnieniem rzędu 1000 'kG/cm² wynosi już kilkadziesiąt sekund.

Zależność prędkości liniowej palenia od ciśnienia prasowania jednej z mas oświetlających przedstawia się następująco:

Ciśnienie podczas prasowania (kG/cm²)    1000; 2000; 3000; 4000,

Liniowa prędkość palenia (mm/sek)    5.0; 4,2; 3,8; 3,6.

Zwiększenie ciśnienia prasowania ponad 3000 kG/cm² już stosunkowo nieznacznie wpływa na gęstość masy, a zatem i na prędkość palenia.

Wpływ gęs:<iści masy na prędkość palenia tłumaczy się tym, że od gęstości zależy intensywność wymiany ciepła między fazami gazową i skondensowaną; ze wzrostem gęstości mas zmniejsza się możliwość przenikania gorących gazów do wewnątrz masy, a tym samym zwalnia się proces zapalania warstw głębiej położonych.

W masach rie zawierających metalicznej substancji palnej, a mających znacznie niższą temperaturę płomienia, prędkość palenia mało zmienia się wraz ze zmianą gęstości masy.^{2 3}

Istnieją również takie masy malogazowe, w których zwiększenie gęstości ułatwia znacznie przekazywanie ciepła w fazie skondensowanej i dlatego ich prędkość palenia zwiększa się nawet nieco ze zwiększeniem gęstości. Ustalenie zależności prędkości palenia

od gęstości masy w dużej mierze może ułatwić wyjaśnienie roli, jaką podczas palenia konkretnej masy odgrywają procesy przebiegające w fazie skondensowanej.

Rozdrobnienie składników również wpływa w wybitny sposób na prędkość palenia mas. Im mniejsza jest wielkość cząstek składników mas, tym większa jest prędkość ich palenia. Szczególnie silnie na prędkość palenia wpływa stopień rozdrobnienia i postać cząstek aluminium. Masy z proszkiem aluminiowym spalają się kilkakrotnie wolniej niż masy z pyłem aluminiowym.

Wraz ze wzrostem temperatury początkowej mas zwiększa się ich prędkość palenia, co staje się zrozumiałe, jeśli uwzględnić, że masa o wyższej temperaturze początkowej, potrzebnej do rozpoczęcia reakcji w fazie skondensowanej, wymaga przekazania mniejszej ilości ciepła ze strefy płomienia.

Współczynnik temperaturowy, to jest stosunek prędkości palenia w 100’ C do prędkości palenia w 0°C, jest dla mas pirotechnicznych znacznie mniejszy niż dla materiałów wybuchowych i prochu bezdymnego; nie przewyższa on (dla badanych pod tym względem mas) wartości 1,3.

Współczynnik temperaturowy prochu czarnego

- 1,15 ± 0,04.

w₀.

Przy zwiększeniu ciśnienia zewnętrznego rośnie prędkość palenia mas pirotechnicznych. Na odwrót w atmosferze rozrzedzonej masy pirotechniczne palą się wolniej niż przy ciśnieniu zwykłym, a przy znacznym rozrzedzeniu tracą w ogóle zdolność do palenia. Jak wyjaśnia K. Andriejew⁴, „istnienie minimalnego ciśnienia, poniżej którego palenie nie rozprzestrzenia się, tłumaczy się tym, że przy zmniejszaniu ciśnienia zmniejsza się szybkość reakcji w Jazie gazowej oraz zmniejsza się ilość ciepła przekazywanego od gazów do fazy skondensowanej”. A ponieważ szybkość oddawania ciepła w fazie skondensowanej nie zależy od ciśnienia, to gdy ciśnienie maleje, szybkość oddawania ciepła staje się mniejsza od szybkości przepływu ciepła i palenie zanika.

K. Andriejew ustalił⁵, że proch czarny pali się jeszcze przy ciśnieniu 0,1 kG/cm². Zależność prędkości palenia prochu czarnego od ciśnienia w granicach od 2 do 30 at według K. Andriejewa wyraża się wzorem: u — 73 p^0,2i, gdzie p oznacza ciśnienie w at, u — prędkość palenia w cm/min. Gdyby zależność prędkości palenia mas pirotechnicznych od ciśnienia przedstawić za pomocą funkcji u = A I Bp" (gdzie A, B i v są stałe), to dla wszystkich mas wy-

113

1

Aspirantowi MChTI E. Mołczanowowi udało się zapalić w zwykłej temperaturze masę złożoną z 68% azotanu sodowego, 32% siarki, umieszczoną w rurze z kartonu o średnicy 16 mm. W jednej z rurek masa zgasła w połowie długości, y drugiej natomiast spaliła się do końca. Prędkość palenia

2

wyniosła około 0,4 mm/sek.

3

Zależność prędkości palenia materiałów wybuchowych od gęstości — patrz. K. Andriejew. DAN, 53, wyp. 3, 237, 1916.

/

4

K. Andriejew, ZFCh, 20, 484, 1946.

5

K. Andriejew. DAN, 49, wyp. 6, 1945.

8 — Podstawy pirotechniki