Почему порох взрывается в замкнутом объеме и нет на открытом воздухе

[aversun]

  В 09.11.2023 в 09:20, podlyinarod сказал:

В по-настоящему замкнутом объёме вроде очень толстостенного баллона и/или в очень существенных (тонны) количествах пороха вполне взрываются, "по-настоящему", от обычного пламени. Более того, в компактном (не трубками, а прессованный) виде любой бездымный порох в достаточном количестве "бризантно" взрывается и от достаточно мощного детонатора.

Показать  

Для производства промышленных взрывов часто используют списанные бездымные пороха. Причем для повышения плотности заряжания минную камеру наполненную бездымным порохом заливают водой, при этом порох детонирует более надежно и скорость детонации может достигать 7500 м/сек.

Опыт использования пироксилиновых порохов на инженерных работах. Киев 1952.

[yatcheh]

  В 08.11.2023 в 20:08, BP2 сказал:

А спрессованный не взорвется. Связано это с распространением взрывной волны и оптимальной скоростью звука в среде

Показать  

 

Не с этим. Скорость горения пороха - это метры в секунду. Перенос энергии идет горячим газом. Скорость горения зависит от удельной поверхности заряда. 

 

Чёрный порох относится к быстрогорящим (десятки метров в секунду.), баллиститные пороха горят намного медленнее. Кроме того, у чёрного пороха высокая зависимость скорости горения от давления.

 

В баллиститах вполне можно завести детонацию. Особенно, если прессовать их со стеклянными микросферами. 

Изменено 9 Ноября, 2023 в 10:38 пользователем yatcheh

[ТоптуновПотапов]

  В 09.11.2023 в 10:35, yatcheh сказал:

 

Не с этим. Скорость горения пороха - это метры в секунду. Перенос энергии идет горячим газом. Скорость горения зависит от удельной поверхности заряда. 

 

Чёрный порох относится к быстрогорящим (десятки метров в секунду.), баллиститные пороха горят намного медленнее. Кроме того, у чёрного пороха высокая зависимость скорости горения от давления.

 

В баллиститах вполне можно завести детонацию. Особенно, если прессовать их со стеклянными микросферами. 

Показать  

это, простите, в каких марках порохов наблюдается скорость горения исчисляемая метрами в секунду?

 

Как же, тогда, ракета (двигатель) может работать сотню секунд. Там что, слой пороха несколько километров?

 

Нет, вы ошибаетесь. Как инженер по порохам и ТРТ сильно сомневаюсь, что такие скорости достижимы в принципе.  И нигде, кроме специальных средств ПРО (последний рубеж) нигде не применимо. Обачно скорость горения пороха на основе пироксилина (бездымные всех марок) составляет единицы мм/сек. Что в манометрической бомбе вырастает до нескольких сотен миллиметров в секунду, но в любом случае не метры.

 

В баллиститах завести детонация можно, но она там неусточива(я). и применять так же "легко и просто" как какой-нибудь классический гранулит на основе аммиачной селитры не получается. - полно отказов.

[yatcheh]

  В 09.11.2023 в 14:49, ТоптуновПотапов сказал:

это, простите, в каких марках порохов наблюдается скорость горения исчисляемая метрами в секунду?

 

Как же, тогда, ракета (двигатель) может работать сотню секунд. Там что, слой пороха несколько километров?

Показать  

 

Так то - ракета. А я об артиллерийских порохах. Масса порохового заряда - 5-10 кг, время выгорания - порядка сотых долей секунды. Так оно и получается - метры в секунду.

[ТоптуновПотапов]

  В 09.11.2023 в 15:33, yatcheh сказал:

 

Так то - ракета. А я об артиллерийских порохах. Масса порохового заряда - 5-10 кг, время выгорания - порядка сотых долей секунды. Так оно и получается - метры в секунду.

Показать  

не не не.

вы путаете массовую и линейную скорости горения. Ща поправим.

Чем меньше калибр ствольной системы тем меньше толщина горящего свода. Толщина горящего свода - это толщина самой тонкой части порохового элемента деленная пополам.  Уменьшение толщины горящего свода ведет к росту массовой скорости горения (грубо - больше площадь горения. Но не только). Любой порох, хоть в ракете, хоть в стволе гаубицы, хоть в стволе винтовки горит со скоростями одного порядка - несколько десятков мм/сек. Скорость газоприхода можно обеспечить увеличением площади поверхности горения. Опуская нудный вывод о связи массовой скорости горения с толщиной горящего свода и скоростью газоприхода просто приведу факт: чем меньше калибр орудия, тем меньше пороховой элемент. При сохранении одинаковой скорости горения, к примеру 100 мм/сек пороховой элемент в виде зерна с размером 500 мкм сгорит за... 0,5/100 = 0,005 сек. а если в нём сделать сквозное отверстие, то уже вдвое быстрее, не смотря на то, что габариты остались прежние.

 Длина ствола, к примеру, АК образца 1975г = 415 мм. Дульная скорость пули (на дульном срезе) 745 м/с. Значит теоретическое время полного сгорания пороховых элементов 0,415 / 745 =0,56 мсек. (на самом деле в 2 раза дольше - пуля не сразу приобретает такую скорость, а разгоняется от 0. Поэтому время ~ 1 мсек. Но на понимание не влияет, привожу гипотетический расчет) 

Допустим у нас порох со скоростью горения 100 мм/сек (это не много  и не мало, таких порохов вагон) Значит толщина горящего свода для порохового элемента = 100*0,00056 = 0,056 мм.  достаточно сделать пороховой элемент размером 1 мм  а в нем наделать 5-7 каналов и получим нужную толщину горящего свода, а отсюда и малое время горения. 

Итого при одинаковой скорости горения можно одинаково эффективно применять одни и теже пороха в разных калибрах. На фото классический семиканальный пороховой элемент от патрона 7,62х39 (автомат калашникова)

 

Для какой-нибудь пушки, типа известной по репортажам ОРТ гаубицы "гиацинт-Б" длина ствола составляет 8197 мм, скорость снаряда 945 м/с.  время горения пороха в стволе = 8,197 / 945 = 8,7 мсек. Толщина горящего свода при линейной скорости 100 мм/с = 100*0,0087 = 0,87 мм. т.е. можно сделать трубку (макаронину) с толщиной стенки 1,8 - 1,9 мм. Они, собственно, так и выглядят как трубки желтого цвета (нитроцеллюлоза техническая - желтая)

 

Так же необходимо помнить, что в ствольных системах давление газов составляет тысячи атмосфер, а в ракетной технике (твердое топливо) на уровне 70-100 атмосфер (в среднем) Скорость горения зависит от внешнего давления и представляет собой, в традиционном представлении, прямую линию - зависимость от давления линейная. поэтому даже взяв один и тот же порох можем получить в 5-10 раз отличающуюся скорость для пушки и ракеты.

Изменено 9 Ноября, 2023 в 16:47 пользователем ТоптуновПотапов

[yatcheh]

  В 09.11.2023 в 16:41, ТоптуновПотапов сказал:

не не не.

вы путаете массовую и линейную скорости горения. Ща поправим.

Чем меньше калибр ствольной системы тем меньше толщина горящего свода. Толщина горящего свода - это толщина самой тонкой части порохового элемента деленная пополам.  Уменьшение толщины горящего свода ведет к росту массовой скорости горения (грубо - больше площадь горения. Но не только). Любой порох, хоть в ракете, хоть в стволе гаубицы, хоть в стволе винтовки горит со скоростями одного порядка - несколько десятков мм/сек. Скорость газоприхода можно обеспечить увеличением площади поверхности горения. Опуская нудный вывод о связи массовой скорости горения с толщиной горящего свода и скоростью газоприхода просто приведу факт: чем меньше калибр орудия, тем меньше пороховой элемент. При сохранении одинаковой скорости горения, к примеру 100 мм/сек пороховой элемент в виде зерна с размером 500 мкм сгорит за... 0,5/100 = 0,005 сек. а если в нём сделать сквозное отверстие, то уже вдвое быстрее, не смотря на то, что габариты остались прежние.

 Длина ствола, к примеру, АК образца 1975г = 415 мм. Дульная скорость пули (на дульном срезе) 745 м/с. Значит теоретическое время полного сгорания пороховых элементов 0,415 / 745 =0,56 мсек. 

Допустим у нас порох со скоростью горения 100 мм/сек (это не много  и не мало, таких порохов вагон) Значит толщина горящего свода для порохового элемента = 100*0,00056 = 0,056 мм.  достаточно сделать пороховой элемент размером 1 мм  а в нем наделать 5-7 каналов и получим нужную толщину горящего свода, а отсюда и малое время горения. 

Итого при одинаковой скорости горения можно одинаково эффективно применять одни и теже пороха в разных калибрах. На фото классический семиканальный пороховой элемент от патрона 7,62х39 (автомат калашникова)

 

Для какой-нибудь пушки, типа известной по репортажам ОРТ гаубицы "гиацинт-Б" длина ствола составляет 8197 мм, скорость снаряда 945 м/с.  время горения пороха в стволе = 8,197 / 945 = 8,7 мсек. Толщина горящего свода при линейной скорости 100 мм/с = 100*0,0087 = 0,87 мм. т.е. можно сделать трубку (макаронину) с толщиной стенки 1,8 - 1,9 мм. Они, собственно, так и выглядят как трубки желтого цвета (нитроцеллюлоза техническая - желтая)

 

Так же необходимо помнить, что в ствольных системах давление газов составляет тысячи атмосфер, а в ракетной технике (твердое топливо) на уровне 70-100 атмосфер (в среднем) Скорость горения зависит от внешнего давления и представляет собой, в традиционном представлении, прямую линию - зависимость от давления линейная. поэтому даже взяв один и тот же порох можем получить в 5-10 раз отличающуюся скорость для пушки и ракеты.

Показать  

 

Убедительно, ничего не скажешь 

Изменено 9 Ноября, 2023 в 16:52 пользователем yatcheh

[Shizuma Eiku]

  В 08.11.2023 в 22:26, koliakrasnoff сказал:

А почему тротил и нитроглицерин взрываются от удара? Во фронте волны высокая температура?

Показать  

Энергии удара достаточно для начала реакции разложения (смеси/ вещества) которая будет иметь характер взрыва. Однако, не нужно представлять это так что тротил взрывается от удара молотком, устойчивость тротила к удару в несколько раз выше чем у пороховой мякоти, а ее вообще почти невозможно воспламенить ударами молотком.

  В 08.11.2023 в 22:09, aversun сказал:

В пороховой мине ногу отрывает волна высокого давления

Показать  

...которая образовалась в результате взрыва, но не горения пороха.

Изменено 9 Ноября, 2023 в 17:19 пользователем Shizuma Eiku

[chemister2010]

Мне интересно, почему все думают, что с ростом давления скорость разложения ВВ увеличивается?

[yatcheh]

  В 09.11.2023 в 18:11, chemister2010 сказал:

Мне интересно, почему все думают, что с ростом давления скорость разложения ВВ увеличивается?

Показать  

 

А кто так думает? Речь вроде шла о горении пороха, а скорость его действительно зависит от давления. Но за это ответственна газодинамика, а не химия. 

[podlyinarod]

  В 09.11.2023 в 18:11, chemister2010 сказал:

почему все думают, что с ростом давления скорость разложения ВВ увеличивается?

Показать  

В изотермических условиях - не увеличивается, но температура от давления зависит мало, а на интенсивность теплопереноса на твердую (несгоревшую) фазу влияет в основном давление, поэтому я для упрощения написал про зависимость только от давления. Так-то конечно, зависит и от Т, при стрельбе приходится брать поправки на исходную температуру заряда.

 

  В 09.11.2023 в 16:41, ТоптуновПотапов сказал:

Скорость горения зависит от внешнего давления и представляет собой, в традиционном представлении, прямую линию - зависимость от давления линейная

Показать  

Па-азвольте нэ сагласитися, таварисч! Степенная функция там, аднака!

  Цитата

Скорость горения П. U увеличивается с повышением давления р окружающего газа и т-ры заряда Т₀ по ур-нию: U = Bp^v(l — АТ₀), где А, B и v эмпирич. постоянные, зависящие от состава П. В ракетной камере с рабочим давлением ~ 10 МПа скорость горения П. составляет 1 см/с, в ствольных системах с рабочим давлением 100-1000 МПа-10-100 см/с

http://www.cnshb.ru/AKDiL/0048/base/RP/540005.shtm

Показать  

 

Изменено 9 Ноября, 2023 в 19:05 пользователем podlyinarod