Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Ноябрь » 8 » Кислородный баланс энергонасыщенных соединений
20:54
Кислородный баланс энергонасыщенных соединений

Мы уже упоминали такое понятие как кислородный баланс энергонасыщенных соединений. Это очень важный показатель для любого пиротехнического состава, БВВ, метательного ВВ, термитной смеси и пр., так как, он определяет не только энергетические свойства ВВ (энергонасыщенного соединения), но и его поведение, специфику свойств.

Как мы выяснили ранее, все энергонасыщенные соединения подразделяются на индивидуальные и смеси отдельных веществ. Причем, смеси могут включать как только индивидуальные ВВ, так и только не энергонасыщенные соединения, вроде селитр, угля, порошков металлов, серы, минеральных хлоратов и пр. Свойства и кислородный баланс индивидуальных ВВ (в основном, это БВВ различной мощности и свойств) зависят только от их химической формулы и физического состояния (плотность, температура, дисперсность, кристаллическое состояние и пр.). Для смесей все сложнее, так как, примерно 99,5% всех пиротехнических композиций это достаточно сложные смеси, из БВВ промышленного назначения это 95% всей массы используемых материалов, а среди порохов это 100% всех составов. То что, выбор и/или определение кислородного баланса является очень важной стадией в технологическом цикле разработки и производства энергонасыщенных соединений.

Следует учитывать, что все компоненты ВВ (как мы уже оговорились ранее, простой аббревиатурой ВВ обозначим энергонасыщенные соединения) это или топливо, или окислитель, или индивидуальное ВВ имеющее некоторый кислородный баланс. Можно выделить практически нейтральные вещества, которые не участвуют активно в кислородном балансе, но, при этом, могут влиять на равновесие процессов в ходе разложения ВВ. Например, это хлорид меди, добавляемый для придания зеленых и голубых оттенков пламени. Или азиды тяжелых металлов, азид свинца разлагается по уравнению: Pb(N3)2Pb+3N2. Так как, азот инертен в условиях термического разложения, и лишь при очень положительном кислородном балансе способен к незначительному соединению с кислородом, то можно принять, что он не участвует в ОВР процесса разложения ВВ. Свинец это сравнительно инертный металл, поэтому, он способен соединяться с кислородом или галогенами из продуктов разложения лишь при положительном кислородном балансе. Подобных примеров на практике встречается достаточно немного, но, учитывать их стоит.

Кислородный баланс влияет в первую очередь, на энергетический эффект процесса разложения смеси. В идеале можно получить максимальный тепловой эффект разложения лишь при кислородном балансе, равном тождественно единице (то есть, нулевой кислородный баланс). В этом случае, все атомы топливных элементов (обычно: углерод, водород, активные металлы, сера и др.) соединяются с атомами окислителей (обычно кислород, много реже, галогены), образуя соединения в наиболее устойчивой степени окисления. Классическим примером такого индивидуального соединения является тригидразин динитрат никеля: Ni(N2H4)3(NO3)2Ni+4N2+6H2O. Это соединение является прекрасным ИВВ, характеристики разложения находятся на уровне тетрила. Но, подобных веществ крайне мало. Чаще всего, индивидуальные ВВ имеют отрицательный кислородный баланс. Например, кислорода в молекуле ТНТ хватает для полного окисления только 6/16,5=0,363, то есть, около 37% от всего топлива.

Здесь не лишне будет упомянуть, что для повышения скорости распространения раскаленных газообразных продуктов разложения следует окислять топливо до, не слишком больших молекулярных структур. В частности, диоксид углерода (углекислый газ) имеет значительно больший радиус молекулы, чем оксид углерода (угарный газ), что ограничивает не только скорость детонации, но в еще большей степени, снижает эффективность работы пороховых газов в стволе орудия. Поэтому, если для БВВ не особенно следят за точным соблюдением кислородного баланса, то для метательный ВВ важно использование смесей, в продуктах разложения которых оксид углерода доминирует над диоксидом. Это снижает тепловые потери энергии порохового заряда при выстреле и повышает эффективность использования пороха.

Что касается конкретно БВВ, то здесь следует упомянуть, что еще в годы первой мировой войны было отмечено увеличение воздействия воздушной взрывной волны на живую силу противника и легкие укрепления, если БВВ имеет ярко выраженный отрицательный кислородный баланс. Это связанно с так называемым, "эффектом вторичного взрыва”. То есть, вспышкой смеси воздуха и газообразных продуктов взрывного разложения на периферии распространения облака газообразных продуктов взрыва. Это эффект особенно ярко выражен при концентрированном разрыве большого количества боеприпасов крупного калибра. Что наблюдается при бомбежках и артиллерийской подготовке. Кроме того, вторичный взрыв повышает тепловое воздействие продуктов взрывного разложения на живую силу противника и легковоспламеняющиеся материалы.

Для промышленных БВВ эффект вторичного взрыва может оказаться очень вреден, особенно при разработке горной породы в закрытых шахтах. Так как, способствует накоплению в забое токсичных веществ и может вызвать воспламенение газообразных выделений почвы или угольной пыли.

Подсчет кислородного баланса смесей производится по достаточно простой методике с учетом формул реагирующих веществ. Примеры расчета и кислородный баланс индивидуальных ВВ рассмотрим в других беседах.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 1976 | Добавил: Chemadm | Теги: пиротехника, состав ВВ, свойства ВВ | Рейтинг: 4.6/22
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]