Серія: Технічні науки 2/2018 5 УДК 614.841:536.46 О. В. Кириченко 1 , д.т.н., с.н.с., завідувач кафедри пожежно-профілактичної роботи О. С. Діброва 1 , ад'юнкт Р. Б. Мотрічук 1 , ад'юнкт e-mail: okskir@meta.ua Є. О. Тищенко 2 , к.т.н., доцент, заступник начальника з навчальної та виробничої роботи В. В. Цибулін 3 , викладач 1 Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, вул. Онопрієнка, 8, м. Черкаси, 18034, Україна 2 Навчально-методичний центр цивільного захисту та безпеки життєдіяльності Черкаської області вул. 30 років Перемоги, 26, м. Черкаси, 18034, Україна 3 Черкаський державний технологічний університет, бул. Шевченка, 460, м. Черкаси, 18006, Україна ВИЗНАЧЕННЯ ДОПУСТИМИХ РЕЖИМІВ НАГРІВУ ПІРОТЕХНІЧНИХ СУМІШЕЙ ПРИ ЇХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ На стадії проектування піротехнічних сумішей необхідно прогнозувати допустимі режимів їх нагріву, перевищення яких призводить до займання зарядів сумішей під металевими оболонками виробів, що призводить до пожежовибухонебезпечних для оточуючих об'єктів руйнувань сумішей. Розроблено уточнену математичну модель нагріву піротехнічних сумішей зовнішнім тепловим потоком, що враховує температурні залежності теплофізичних властивостей матеріалу оболонки та заряду суміші (об'ємної теплоємності, коефіцієнта теплопровідності) та дозволяє більш точно розраховувати розподіл температури по товщині виробу. Встановлено, що збільшення величини теплового потоку призводить до зростання температури нижньої поверхні оболонки, що контактує з зарядом суміші. Вперше визначено гранично допустимі значення параметрів термовпливів на поверхню металевих оболонок піротехнічних сумішей, перевищення яких веде до інтенсивного саморозігріву реакційноздатної суміші аж до її займання та прискорення горіння, що, у кінцевому підсумку, призводить до пожежовибухонебезпечних руйнувань сумішей. Ключові слова: піротехнічні вироби, параметри термовпливу, процеси горіння сумішей.Вступ. Нині піротехнічні вироби на основі ущільнених сумішей з порошків металевих горючих (магнію, алюмінію, цирконію та ін.), нітратовмісних окиснювачів (нітратів лужних, лужноземельних металів та ін.) та добавок органічних речовин (парафіну, стеарину, нафталіну, антрацену і ін.) широко використовуються в різних галузях народного господарства і військової техніки (феєрверочні склади, освітлювальні і трасуючі засоби, піротехнічні ІЧ-випромінювачі, елементи ракетно-космічної техніки та ін.) [1 -4]. Всі піротехнічні вироби при їх зберіганні і транспортуванні [5, 6] можуть піддаватися зовнішнім термовпливам (наприклад, в умовах пожежі в складських приміщеннях, де зберігаються вироби, або при їх транспортуванні в умовах спалаху оточуючих горючих матеріалів з високими температурами полум'їв (табл. 1)). рISSN 2306-4412 / eISSN 2306-4455 Вісник Черкаського державного технологічного університету * t 7 80 рISSN 2306-4412 / eISSN 2306-4455 Вісник Черкаського державного технологічного університету
Представлено результати термодинамічних розрахунків залежностей температури та складу продуктів згоряння піротехнічних сумішей з порошків магнію та нітрату калію від коефіцієнта надлишку окиснювача α = 0,1…3,0, величини органічної добавки e = 5…20 % і зовнішнього тиску Р = 105…3*107 Па, що визначають вибухонебезпечні режими їх згоряння. Дослідження проводилися за допомогою методів термодинамічного аналізу процесів горіння сумішей з урахуванням фазової нерівноважності їх продуктів згоряння. За даними термодинамічного розрахунку температура продуктів згоряння істотно залежить від коефіцієнта надлишку окиснювача в суміші та тиску і має максимум. З даних термодинамічних розрахунків температури продуктів згоряння сумішей магній + нітрат калію + парафін, стеарин, нафталін, антрацен випливає, що введення добавок розглядуваних органічних речовин у суміш магнію з нітратом натрію не призводить до істотної зміни загального характеру залежності температури продуктів згоряння від коефіцієнта надлишку окиснювача і тиску для подвійної суміші.
The results of experimental research of processes of ignition and combustion of particles of aluminum and magnesium alloys in gaseous purges of high-temperature decomposition of solid pyrotechnic fuels leading to their fire explosive hazardous development are presented. The relevance of these research is due to the wide scope of application of pyrotechnic products based on pyrotechnic mixtures of powders of aluminum-magnesium alloys with additives of organic substances, in particular applications in military technology and use in various industries related to the rotation of solid pyrotechnic equipment. Accordingly, in case of fire at facilities where pyrotechnic products are kept or during their transportation there exists the risk of ignition of pyrotechnic mixtures with different acceleration of their subsequent combustion process and destruction of the pyrotechnic products. As a result, high-temperature combustion products are formed, which are fire hazardous to the surrounding environment. Based on the foregoing, it is necessary to obtain data on the regularities of ignition and combustion particles of aluminum-magnesium alloys, which determines the ability to predict the properties of fire hazard pyrotechnic mixtures. As a result of conducted research, data on the ignition and combustion of particles of aluminum-magnesium alloys was obtained, in particular, the dependence of the delay time of the particles of aluminum-magnesium alloys on their chemical composition was obtained, the data on the process of combustion of particles of aluminum-magnesium alloys was obtained, the data on the effect of additives to aluminum-magnesium alloys was obtained.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.