黑火药药粒密度对燃烧的影响

黑火药的密度,是指黑火药的质量与其所占有的体积之比:

式中　d——密度(g/cm3)；

m——黑火药试样的质量(g)；

V——试样所占的体积(cm3)。

在黑火药的生产和使用过程中,有药粒密度、假密度(堆积密度)和装填密度几种说法,它们之间无论在概念上还是在数值上都有差异:药粒密度是指将黑火药在一定的条件下,经过一定的压力而制成药粒时,所具有的实际密度；假密度又称堆积密度,是指火药自由地充满一定容器时,其质量与该容器的容积之比；装填密度是指在装药条件下(如散装、压装和注装等),把黑火药装入一定容器内时,所装填火药的质量与其在容器中所占的体积之比。

由于黑火药是由三种成分所组成的机械混合物,所以它的药粒密度不是一个常数,主要取决于压制成的药板的密度。而药板的密度又与待压药粉中三种成分的配比、药粉的细度、压药压力、加压时间、温度和药粉中水分含量等因素有关。

药粒密度的大小,影响黑火药的点火性能和燃烧性能。药粒密度大的黑火药其燃烧速度慢(见表7-1),当药粒密度达到1.90g/cm3以上时,黑火药呈平行层燃烧,这是黑火药燃烧的特性。另外,由于密度增加,药粒内部结构紧密,毛细孔小,表面坚硬,不易吸收和储存水分,使黑火药的吸湿性降低。

表7-1　药粒密度对燃烧时间的影响

黑火药的药粒密度与制造过程的工艺参数有关:

(1)药粒密度随药板密度的增加而增大。(www.xing528.com)

(2)药粒密度随压药时加压压力的增加而增大。

(3)药粒密度随压药时加压时间的增加而增大。

(4)药粒密度随药板厚度减小而增大。

(5)药粒密度随压药时药粉中水分含量的增加(在一定范围内)而增大。

(6)药粒密度随压药时温度(95～107℃)的增高而增大。

(7)三种原材料混合均匀度好,木炭含量低及压药时加入回收粉的比例增加,有利于药粒密度的增大。

(8)光药质量好,可有效提高黑火药的药粒密度。

黑火药的假密度与下列因素有关:

(1)药粒密度大的黑火药其假密度也大。

(2)光药质量好,药粒表面棱角少且光滑,药粒间的空隙就小,假密度就大。

(3)粒度大小也影响黑火药的假密度:一般来说,大粒黑火药比小粒黑火药的假密度大。这是由于在一定的体积内,大药粒之间的空隙小,假密度就大。