Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Упрощенный метод расчета энергетических характеристик (метод Де-Поу)





 

В первоначальном варианте метод разработан Де-Поу, который исходил из того, что при добавлении в состав пороха одного процента какого-либо вещества, теплота взрывчатого превращения (калорийность) должна изменяться на одну и ту же, постоянную для данного вещества, величину. По данному методу пропорционального суммирования, можно определить калорийность QV(ж) и удельный объем газообразных продуктов горения W1. Кроме того, по результатам расчета QV(ж) и W1, модно находить равновесную температуру процесса горения и силу композиции.

Расчет энергетических характеристик заключается в пропорциональном суммировании так называемых термохимических констант веществ. В этом случае величина калорийности рассматривается как суммарный тепловой эффект, который складывается из отдельных тепловых эффектов, возникающих в результате участия в горении определенных количеств его компонентов.

Термохимической константой вещества β принято называть величину изменения калорийности, вызываемую введением в его состав одного процента (10 г на 1 кг) данного вещества.

Теплота взрывчатого превращения в этом случае определяется по зависимости:

QW(ж) = ∑ai·βi, (4.21)
 

где аi – массовая доля i-го компонента в составе; βi – термохимическая константа i-го компонента.

Использование метода пропорционального суммирования возможно при выполнении следующих двух условий:

1. Величина β для каждого компонента не изменяется с изменением состава и его калорийности.

2. Изменение QW(ж), вызываемое наличием в нем данного компонента, аддитивно.

Термохимическую константу β любого компонента можно рассчитать, если известен состав продуктов взрывчатого превращения данного компонента. Состав продуктов взрывчатого превращения компонентов обычно находят, используя приближенные методы написания реакции.



Для взрывчатых систем с нулевым или положительным кислородным балансом обычно применяют правило наибольшего выделения тепла (принцип Бертло), в соответствии с которым при взрыве образуются только продукты полного окисления СО2, Н2О и N2.

Для взрывчатых систем с отрицательным кислородным балансом, но когда кислорода достаточно для полного газообразования, довольно успешно применяют метод Малляра и Ле-Шателье, в соответствии с которым кислород, содержащийся в молекуле взрывчатой системы, сначала окисляет углерод до СО, а затем остаток кислорода делится поровну, между Н2 и СО, окисляя их соответственно до Н2О и СО2.

Для взрывчатых систем, в продуктах горения которых содержится углерод, следует использовать метод Бринкли-Вильсона. Суть этого метода состоит в том, что при двухстадийном написании уравнения реакции нужно сначала весь водород окислить до Н2О, а затем остаток кислорода последовательно израсходовать на окисление углерода до СО и СО2.

Следует также учитывать, что если в продуктах распада молекулы данного компонента имеется свободный кислород или свободный углерод, то последние вступают во взаимодействие с продуктами реакции:

 

2 СО + О2→2 СО2 + 563,5 кДж; (4.22 а)
 
СО2 + С→2 СО – 169,98 кДж (4.22 б)
 

В общем виде расчет коэффициента β может быть представ­лен следующей формулой

, (4.23)

где – количество молей соответствующих газов и количество грамм-атомов углерода в продуктах взрывчатого превращения 1 моля вещества (компонента); – теплота образования вещества (компонента), кДж/моль; m – количество молей газов, образовавшихся в результате всех реакций, в которых участвует 1 моль данного компонента; М – молекулярная масса вещества (компонента).

Аналогично величине калорийности по методу пропорционального суммирования можно определить удельный объем продуктов горения

 

(4.24)

где Wi – коэффициент, равный величине изменения удельного объема газообразования, возникающего вследствие введения в состав одного процента i-го компонента.

Значения коэффициента Wi для различных веществ могут быть определены по зависимости

, (4.25)

где NC, NH, NN - количество грамм-атомов углерода, водорода и азота в условной формуле 1 кг композиции.

Значения коэффициентов βi и Wi для некоторых компонентов приведены в приложении 2.

Вычисление температуры продуктов горения композиции (ТГ, К) производится по эмпирическим формулам:

для нитроглицериновых композиций:

К; (4.26 а)

для пироксилиновых композиций:

К; (4.26 б)

для дигликолевых композиций:

К; (4.26 в)

Сила f и коволюм α определяются по формулам, приведенным выше при рассмотрении основного метода расчета.









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


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.