ПОЛЕЗНОЕ

Как развить коммуникабельность Почему могут возникнуть ссоры между супругами, в то время как их отношения кажутся прочными Почему появляется страх? Как стать богатым и отойти от дел молодым Советы от доктора Айболита «Как быть здоровым» Как сделать приглашение правильно Точка зрения. Как сделать сотрудника вовлеченным? Лень и как с ней бороться. Психологические аспекты Способов заработать с помощью internet Лекции по Основам предпринимательства Последнее добавление

КАТЕГОРИИ

Методика расчетов энергетических характеристик порохов и РТТ

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Методика расчетов энергетических характеристик порохов и РТТ

Основными энергетическими характеристиками порохов и РТТ (далее – композиций) являются:

Q_W_(ж) – теплота взрывчатого превращения (теплота горения, калорийность) при постоянном объеме и воде – жидкости, кДж/кг;

Q_W_(n) – теплота взрывчатого превращения при постоянном объеме и воде – паре, кДж/кг;

T_Г – температура продуктов горения, К;

W_i – удельный объем газообразных продуктов горения, м³/кг;

f – сила, кДж/кг.

Q_w(ж) и Q_w(n),которые связаны между собой следующим выражением:

, кДж,

(4.1)

где – количество молей воды в продуктах горения 1кг, композиции;

44,16 - количество тепла, кДж, выделяющегося при конденсации одного моля воды.

Тепловые эффекты, приводимые в реакциях горения, чаще всего предполагают, что вода – жидкая, однако при расчете Т_Г следует использовать Q_W_(n), так как вода при температуре горения находится в парообразном состоянии.

Расчет энергетических характеристик можно проводить различными методами. Точность этих методов зависит главным образом от того, какие реакции, протекающие при горении, учитываются, и какие исключаются как второстепенные, а также от точности выбранных значений теплоёмкости продуктов горения и принятых значений теплот образования исходных компонентов композиции.

В практике расчета энергетических характеристик композиций широко применяются два метода: основной и упрощенный.

Основной метод расчета энергетических характеристик

Основной метод расчета энергетических характеристик композиции основан на предположении, что процесс горения является адиабатическим, протекает при постоянном объеме, а выделяющееся тепло тратится только на нагрев продуктов горения и не теряется в окружающую среду. Такое предположение несколько не соответствует действительному процессу взрывчатого превращения композиций, так как в последнем случае тепло частично тратится на нагрев стенок. Кроме того, горение композиций происходит в переменном объеме.

Однако, принятые выше допущения, позволяют использовать для расчета закон сохранения энергии, закон сохранения вещества и уравнения для констант равновесий реакций, что оказывается достаточным для решения задачи по определению состава и температуры продуктов горения.

При расчете по основному методу считается, что при горении пороха содержащего углерод, водород, кислород и азот, образуются следующие продукты горения: СО₂, СО, Н₂О, Н₂, N₂, причем соотношения первых четырех компонентов продуктов горения определяются уравнением для константы равновесия реакции водяного газа

(4.2)

где n_i - число молей соответствующего компонента продуктов горения.

Такое предположение допустимо ввиду того, что горение композиции происходит при высоких давлениях, когда реакции термической диссоциации продуктов горения практически отсутствуют.

Таким образом, исходным данными для расчета являются:

- условная формула 1 кг композиции необходимая для составления и решения уравнений материального баланса;

- теплота образования, используемая для составления уравнения, отражающего закон сохранения энергии.

Расчет энергетических характеристик по основному методу состоит из следующих этапов:

- расчет условной формулы 1кг композиции;

- расчет теплоты образования 1кг композиции;

- расчет состава продуктов горения при произвольно выбранной температуре горения;

- проверка правильности выбранной температуры;

- расчет удельного объема газообразных продуктов горения коволюма и силы композиции.

Приложение 1

Условные формулы и энтапльпии образования 1кг нитроцеллюлозы в зависимости от содержания азота

Содержание азота, % (по массе)	Число-грамм-атомов на 1 кг *	∆H_обр _., кДж/кг **
С	Н	О	N

11,50	23,334	30,631	35,864	8,210	– 2989
11,60	23,215	30,411	35,908	8,281	– 2964
11,70	23,096	30,142	35,962	8,352	– 2938
11,80	22,978	29,872	35,995	8,424	– 2912
11,90	22,859	29,603	36,039	8,495	– 2887
12,00	22,740	29,333	36,083	8,567	– 2861
12,10	22,621	29,064	36,127	8,638	– 2835
12,20	22,502	28,794	36,170	8,709	– 2810
12,30	22,383	28,525	36,214	8,781	– 2784
12,40	22,264	28,255	36,258	8,852	– 2759
12,50	22,145	27,985	36,301	8,923	– 2733
12,60	22,026	27,716	36,345	8,995	– 2707
12,70	21,908	27,447	36,389	9,066	– 2682
12,80	21,788	27,177	36,433	9,138	– 2656
12,90	21,670	26,908	36,476	9,209	– 2630
13,00	21,551	26,638	36,520	9,280	– 2605
13,10	21,432	26,369	36,564	9,352	– 2579
13,20	21,313	26,099	36,607	9,423	– 2554
13,30	21,149	25,829	36,651	9,495	– 2528
13,40	21,075	25,560	36,695	9,566	– 2502
13,50	20,957	25,290	36,739	9,637	– 2476
13,60	20,838	25,021	36,782	9,709	– 2451
13,70	20,719	24,751	36,826	9,780	– 2425
13,80	20,600	24,482	36,870	9,852	– 2400
13,90	20,481	24,212	36,913	9,923	– 2374
14,00	20,362	23,943	36,957	9,994	– 2348
14,10	20,243	23,673	37,001	10,066	– 2323

* Числа грамм-атомов элементов в условной формуле 1 кг нитрата целлюлозы могут быть рассчитаны по следующим формулам:

С = 37,005 – 1,1887×N^%; H = 61,6751–2,0952×N^%; O = 30,8375 + 0,4371×N^%;
N = 0,7138* N^%, где N^%- содержание азота в нитрате целлюлозы в процентах по массе.

** Энтальпию образования нитратов целлюлозы можно рассчитать по следующей формуле: ∆H_обр.=256,287× N^%– 5936 (кДж/кг)

Приложение 2

Значение β_i, W _i и ∆Н_обр.i некоторых компонентов композиций

Компонент	Брутто-формула	β, кДж/%	W_i ×10^-3, м³/%	∆Н_обр, кДж/кг
Нитрат целлюлозы	-	-	(15,35 – 0,5× N^%)	-
Нитроглицерин	C₃H₅O₉N₃	+74,1	6,91	– 1547
Нитродигликоль	C₄H₈O₇N₂	+45,2	10,28	– 222,4
Гексоген	C₃H₆O₆N₆	+58,2	9,08	+ 294,8
Октоген	C₄H₈O₈N₈	+52,1	9,08	+ 241,8
Нитрогуанидин	CH₄O₂N₄	+28,1	10,76	– 879,0
Динитротолуол	C₇H₆O₄N₂	+4,2	13,54	– 356,3
Централит №1	C₁₇H₂₀ON₂	-103,8	23,39	– 394,6
Централит №2	C₁₅H₁₆ON₂	-99,6	22,40	– 150,5
Дифениламин	C₁₂H₁₁N	-113,5	23,85	+ 697,5
Дибутилфталат	C₁₆H₂₂O₄	-88,3	21,76	– 3117,0
Вазелин	C₁₅H₃₂	-139,4	32,75	– 1437,2
Окись магния	MgO			– 15062,5
Камфора	C₁₀H₁₆O	-112,2	26,53	– 2117,7
Спирт этиловый	C₂H₆O	-71,2	24,34	– 6096
Эфир этиловый	C₄H₁₀O	-93,8	27,24	– 3259,4

β = 5,43× N^%– 28 (кДж/%);

∆H_обр _.=256,287×N – 5936 (кДж/кг), где N^% – содержание азота в %.

Приложение 3

Термохимические поправки Δ_i для расчета теплот сгорания Q_{Р сг} органических веществ по Карашу

№ п.п.	Группировки и связи	Структура	Δ_i, кДж/моль
	Фторалканы	Alk–F	-117
	Сульфогруппа в ароматических углеродах	Ar–SO₃H	-98
	Связь конденсированных ароматических ядер		-84
	Нитраты аминов	R₃NH⁺ NO₃^–	-67,4
	Нитрогруппа в алифатических и ароматических соединениях	R–NO₂	-54,4
	Нитрогруппа в геминальных динитросоединениях	R–CH(NO₂)₂	-41,8
	Карбоксильная группа в ароматических соединениях	Ar–COOH	-54,4
	Связь ароматических радикалов:
8а	Ароматический радикал с ацетиленовым радикалом	Ar–C≡C–	-27,2
8б	Ароматический радикал с виниловым радикалом		-27,2
8в	Ароматический радикал и нитрил	Ar–C≡N	-27,2
8г	Ароматический радикал и азот	Ar–N=	-14,6
	Нитрогруппа в тринитрометильных соединениях	Alk–C(NO₂)₃	-27,2
	Группа мочевины		-29,3
	Ароматический и алифатический радикалы	Ar–Alk	-14,6
	Четвертичный углеродный атом		-14,6
	Карбоксильная группа в кислотах	R–COOH
	Нитраты спиртов	Alk–O–NO₂
	Нитрогруппа в тетранитрометане	C(NO₂)₄
	Спирты третичные	(R)₃C–OH	+14,6
	Фенолы	Ar–OH	+14,6
	Алканы	–CH₂–CH₂–	+22,2
	Нитроамины первичные	R–NH–NO₂	+27,2
	Спирты вторичные	(R)₂CH–OH	+27,2
	Этиленовая связь в кольце		+27,2
	Кетоны алифатические и ароматические	(R)₂C=O	+27,2
	Амины ароматические первичные	Ar–NH₂	+27,2
	Замещенные амиды		+27,2
	Ароматический радикал и хлор	Ar‑Hal	+27,2
	Оксикислоты типа		+27,2
	Сложные эфиры ароматических кислот	Ar–COO–Ar′	+41,8
	Ангидриды карбоновых кислот		+41,8
	Нитриты	R–ONO	+41,8
	Спирты первичные	R–OH	+54,4
	Нитрамин вторичный		+54,4
	Нитрилы	R–C≡N	+54,4
	Этиленовая связь	>C=C<	+54,4
	Альдегиды алифатические и ароматические	R–CHO	+54,4
	Амины алифатические первичные	Alk–NH₂	+54,4
	Алифатический радикал и хлор	Alk–Hal	+54,4
	Эфиры алифатические сложные	R–COOR	+69,0
	Нитрозоамин	>N–NO	+69,0
	Гидразиновая связь	>N–N<	+69,0
	Эфиры простые	R₁–O–R₂	+81,6
	Амины алифатические вторичные	(Alk)₂NH	+81,6
	Амины ароматические третичные	(Ar)₃N	+81,6
	С-нитрозосоединения	≡C–NO	+83,7
	Амины алифатические третичные	(Alk)₃N	+108,8
	Оксимы	>C=NOH	+108,8
	Ацетиленовая связь (полностью замещенная)	R–C≡C–R′	+138,5
	Ацетиленовая связь	H–C≡C–R	+193,0
	Ароматические глиоксимы	HON=Ar=NOH	+167,8
	Тетразолы		+268,0
	Азосоединения	R–N=N–R	+268,0
	Азиды	–N=N≡N	+293,0

Приложение 4

Средние теплоемкости продуктов горения при постоянном объеме

В интервале температур от 293 до Т К

Соединения	Средняя теплоемкость при постоянном объеме , Дж/(моль×град), в интервале температур от 293 К до Т, К	Соединения
температуры Т, К

СО₂	40,11	40,95	41,66	42,37	43,00	43,54	44,04	44,55	45,01	45,38	СО₂
H₂O	29,39	30,02	30,60	31,23	31,86	32,45	32,99	33,58	34,12	34,62	H₂O
CO	22,90	23,19	23,49	23,74	23,99	24,24	24,24	24,66	24,83	25,04	CO
H₂	21,31	21,44	21,56	21,73	21,90	22,06	22,27	22,44	22,61	22,78	H₂
N₂	22,57	22,86	23,11	23,40	23,66	23,96	24,07	24,28	24,49	24,66	N₂
O₂	24,57	24,66	24,95	25,20	25,46	25,66	25,92	26,08	26,29	26,46	O₂
CH₄	48,36	50,66	52,75	54,76	56,60	58,36	59,95	61,50	62,88	64,22	CH₄
NO	23,66	23,95	24,20	24,45	24,70	24,91	25,12	25,29	25,46	25,62	NO

	температуры Т, К

СО₂	45,76	46,10	36,43	46,77	47,06	47,31	47,56	47,81	48,02	48,27	СО₂
H₂O	35,18	35,63	36,09	36,55	36,97	37,39	37,81	37,22	38,60	38,98	H₂O
CO	25,16	25,33	25,50	25,62	25,75	25,87	26,00	26,09	26,20	26,29	CO
H₂	22,98	23,19	23,36	23,53	23,70	23,86	24,03	24,20	24,37	24,53	H₂
N₂	24,83	25,00	25,16	25,29	25,41	25,54	25,66	25,79	25,92	26,00	N₂
O₂	26,63	26,80	26,96	27,13	27,26	27,42	27,59	27,72	27,84	28,01	O₂
CH₄	65,48	66,61	67,74	68,79	69,75	70,67	71,51	72,35	73,10	73,86	CH₄
NO	25,79	25,92	26,04	29,17	26,29	26,38	26,50	26,59	26,67	26,75	NO
	температуры Т, К

СО₂	48,44	48,65	48,86	49,03	49,15	49,36	49,49	49,65	49,78	49,95	СО₂
H₂O	39,31	39,69	40,02	40,32	40,65	40,95	41,24	41,53	41,83	42,12	H₂O
CO	26,42	26,50	26,59	26,67	26,73	26,80	26,88	26,96	27,02	27,09	CO
H₂	24,70	24,83	25,00	25,12	25,29	25,41	25,54	25,70	25,83	25,96	H₂
N₂	26,12	26,21	26,29	26,38	26,46	26,54	26,62	26,67	26,75	26,84	N₂
O₂	28,14	28,26	28,37	28,51	28,64	28,76	28,89	29,01	29,10	29,22	O₂
CH₄	74,52	75,19	75,82	76,41	76,99	77,54	78,04	78,54	79,00	79,46	CH₄
NO	26,84	26,92	27,00	37,05	27,13	27,18	27,26	27,31	27,38	27,42	NO
	температуры Т, К

СО₂	50,07	50,20	50,32	50,45	50,58	50,66	50,78	50,91	51,00	51,03	СО₂
H₂O	42,37	42,66	42,91	43,16	43,42	43,67	43,92	44,13	44,38	44,59	H₂O
CO	27,13	27,21	27,26	27,31	27,37	27,42	27,46	27,51	27,55	27,60	CO
H₂	26,08	26,21	26,33	26,46	26,58	26,71	26,84	26,92	27,05	27,17	H₂
N₂	26,88	26,94	27,00	27,05	27,13	27,17	27,21	27,26	27,33	27,38	N₂
O₂	29,35	29,43	29,55	29,64	29,73	29,85	29,94	30,02	30,14	30,23	O₂
CH₄	79,88	80,30	80,72	81,10	81,48	81,81	82,19	82,52	82,81	83,11	CH₄
NO	27,46	27,52	27,58	27,63	27,67	27,72	27,76	27,80	27,84	27,88	NO

Приложение 5

Значения константы равновесия реакции водяного газа

при различных температурах.

Т, К	К_В.Г.	Т, К	К_В.Г.	Т, К	К_В.Г.
	0,732×10^-2		4,989		8,676
	0,355×10^-1		5,332		8,807
	0,107		5,656		8,928
	0,238		5,968		9,048
	0,437		6,261		9,156
	0,701		6,538		9,273
	1,020		6,799		9,351
	1,383		7,045		9,447
	1,775		7,274		9,532
1400.	2,188		7,489		9,612
	2,608		7,692		9,684
	3,032		7,886		9,756
	3,446		8,067		9,818
	3,853		8,230		9,886
	4,244		8,390	-	-
	4,625		8,540	-	-

Методика расчетов энергетических характеристик порохов и РТТ

Основными энергетическими характеристиками порохов и РТТ (далее – композиций) являются:

Q_W_(n) – теплота взрывчатого превращения при постоянном объеме и воде – паре, кДж/кг;

T_Г – температура продуктов горения, К;

W_i – удельный объем газообразных продуктов горения, м³/кг;

f – сила, кДж/кг.

Q_w(ж) и Q_w(n),которые связаны между собой следующим выражением:

, кДж,

(4.1)

где – количество молей воды в продуктах горения 1кг, композиции;

44,16 - количество тепла, кДж, выделяющегося при конденсации одного моля воды.

12 3 4 Следующая ⇒

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: