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影响烟火药燃烧速度的因素分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:烟火药的燃烧速度既取决于药剂的配方,也取决于药剂的燃烧条件。影响烟火药燃烧速度的主要因素有以下几个方面:在一定范围内,在同类混合物中,随着金属可燃剂的增多,燃烧速度将加快。组成烟火药的成分颗粒度越小,燃速越大,混合越均匀,燃烧越迅速。烟火药装填密度越大,燃速越小。烟火药初温上升,其燃速加快。试验证明,火焰温度最高的药剂,同时也是燃烧速度最快的药剂。

影响烟火药燃烧速度的因素分析

火药的燃烧速度既取决于药剂的配方,也取决于药剂的燃烧条件。影响烟火药燃烧速度的主要因素有以下几个方面:

(1)在一定范围内,在同类混合物中,随着金属可燃剂的增多,燃烧速度将加快。

(2)在其他条件相同时,碱金属硝酸盐氧化剂的烟火药如钠盐、钾盐等比碱土金属硝酸盐为氧化剂的烟火药燃速快。

(3)含有机可燃物(易熔的或易挥发的)的烟火药,较不含有机可燃物的同类烟火药的燃速小。

(4)组成烟火药的成分颗粒度越小,燃速越大,混合越均匀,燃烧越迅速。如黑火药便是烟火效应依赖于均匀度和混合度的一个很好的例子。将KNO3木炭、硫黄按照75∶15∶10的比例简单地混合几分钟,则很难点燃;而工业黑火药则很容易点燃,原因是为使粒度均匀,工业用黑火药通常在高压下碾磨几个小时。

(5)烟火药装填密度越大,燃速越小(纯粹的固-固相反应例外)。

(6)烟火药制品直径在10~90 mm范围内,燃速基本不变,大于90 mm时,其燃速将会变快。

(7)压装在金属壳体内的烟火药比压装在绝热外壳内的烟火药的燃速要快。

(8)烟火药的燃速和压力关系为:

式中,b——系数;(www.xing528.com)

α——压力指数(一般都小于1)。

在其他条件相同时,气体量越大,燃速越快(对无气体烟火药来说,α≈0,燃速与压力无关)。

(9)附加物的加入能使燃速或者加快,或者减慢。

(10)烟火药初温上升,其燃速加快。

试验证明,火焰温度最高的药剂,同时也是燃烧速度最快的药剂。这在理论上可以用化学反应速度定律来解释:

式中,B——比例系数;

E——活化能,kJ/mol。

但是,依据上述公式,即使知道了反应过程中的最高温度和活化能,也不能预计出燃烧速度,因为“所有的燃烧现象是和在非等温条件下进行的化学反应速度相联系”。

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