ЗАКОНОМІРНОСТІ ПРОЦЕСУ ГОРІННЯ ЧАСТИНОК МЕТАЛЕВОГО ПАЛЬНОГО У ПРОДУКТАХ РОЗКЛАДАННЯ ПІРОТЕХНІЧНИХ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ НІТРАТНО-МЕТАЛІЗОВАНИХ СУМІШЕЙ

Abstract

Мета. є аналіз та встановлення закономірностей процесу горіння частинок магнію у активних газоподібних продуктах термічного розкладання нітратовмісних окиснювачів та добавок вказаних речовин для визначення пожежонебезпечних властивостей піротехнічних сумішей в умовах зовнішніх термічних дій. Методи. Сучасні методи фізико-хімічного аналізу: термопарні методи вимірювання температури (використовувались вольфрам-ренієві термопари); безконтактні методи фіксування початку та кінця горіння частинок металів (температурні індикатори, фоточутливі елементи тощо); методи кінозйомки (кінокамера “Конвас-автомат” (швидкість зйомки 30 кадр/с)) та методи мікрозйомки кінокамера СКС-1М (швидкість зйомки 3000…5000 кадр/с)) процесу горіння окремих металевих частинок; методи рентгеноструктурного та мікрорентгеноспектрального аналізу (МРСА) для проведення хімічного аналізу. Результати. Систематизовано та узагальнено дані по горінню частинок магнію у активних газоподібних продуктах термічного розкладання нітратовмісних окиснювачів, органічних та неорганічних речовин. Встановлено, що процес горіння частинок магнію є дуже складним, протікає по дифузійному механізму та залежить від великої кількості різних чинників та встановлено, що процес горіння магнієвих стрічок у суміші кисню з інертними газами протікає у восьми областях з характерними особливостями полум’я, які залежать від концентрації кисню у навколишньому середовищі та зовнішнього тиску. Встановлено, що частинки магнію згорають у кисневмісних середовищах у дифузійному режимі з утворенням яркої зони свічення, радіус якої збільшується зі зростанням концентрації кисню та зовнішнього тиску. Наукова новизна. Вперше встановлено закономірності процесу горіння частинок магнію у активних газоподібних продуктах (О2, О2 + N2, повітря, СО2, пара води та ін.) термічного розкладання нітратовмісних окиснювачів (О2, О2 + N2, повітря, СО2, пара води та ін.) та добавок органічних речовин (парафіну, стеарину, ідитолу, тіоколу та ін.) та неорганічних речовин (фторидів та оксидів металів та ін.) для визначення пожежонебезпечних властивостей піротехнічних сумішей в умовах зовнішніх термічних дій. Практична значимість. Результати теоретичних та експериментальних досліджень, які отримані в вигляді математичних моделей та бази експериментальних даних по впливу технологічних параметрів зарядів сумішей на критичні режими вибухонебезпечного розвитку процесу їх горіння в умовах зовнішніх термічних впливах (підвищені температури нагріву, зовнішні тиски тощо) дозволяють на стадії виготовлення виробів шляхом оптимізації технологічних параметрів (співвідношення компонентів, дисперсності металевого пального та його природи) збільшувати температуру їх займання та знизити вірогідність пожежовибухонебезпечних руйнувань виробів в умовах їх зберігання та транспортування з врахуванням впливу зовнішніх термічних дій; в умовах запуску виробів шляхом оптимізації швидкостей і кутів під якими вони вистрелюються при їх застосуванні знижувати температуру нагріву металевих оболонок зарядів сумішей та зменшувати кількість передчасних вибухонебезпечних руйнувань виробів під час пострілу і польоту.