Badanie zmian właściwości warstwy palnej ziarna prochu
Transkrypt
Badanie zmian właściwości warstwy palnej ziarna prochu
Badanie zmian właściwości warstwy palnej ziarna prochu jednobazowego w procesie usuwania eteru i etanolu Katarzyna Gańczyk Kierownik pracy dyplomowej: prof. dr hab. Andrzej Książczak Opiekun naukowy: mgr inż. Katarzyna Cieślak Wstęp Podczas produkcji prochu jednobazowego stosowanym rozpuszczalnikiem jest mieszanina eteru i etanolu. Ważne, aby wymienione związki zostały usunięte z matrycy nitrocelulozowej, gdyż wpływają one niekorzystnie na parametry balistyczne otrzymanego produktu. Celem pracy było określenie, w jaki sposób procesy usuwania rozpuszczalników poprzez suszenie, moczenie oraz destylacje pod zmniejszonym ciśnieniem wpływają na zmiany geometrii oraz właściwości warstwy palnej ziarna prochowego. Wyniki i dyskusja Zbadano prochy, w których eter i etanol zostały usunięte za pomocą destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem w rozpuszczalniku wodnym, na sucho lub dwuetapowo. W zależności od wyboru metody wpływa się na zmianę średnicy. Największemu skurczowi ulega ona, gdy proch znajduje się w wodzie. Prowadząc doświadczenie na pojedynczym ziarnie stwierdzono, że średnica maleje w trakcie suszenia na powietrzu w temperaturze otoczenia. Im więcej składników lotnych zawartych jest w prochu, tym średnica ulega większemu zmniejszeniu. Podczas usuwania składników lotnych z ziarna w znacznym stopniu wpływa się na żywość dynamiczną oraz kinetykę rozkładu. Przebieg krzywej zależy od sposobu przeprowadzonej destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem. Na podstawie pomiarów DSC stwierdzono, że przebieg krzywej kinetycznej rozkładu prochu zależy od sposobu usuwania składników lotnych, jednorodności oraz zabarwienia ziaren prochowych. Wnioski W celu określenia wpływu stosowanej metody usuwania składników lotnych na zmiany wymiarów badanego materiału należy przeprowadzać badania na pojedynczym ziarnie. Prowadzenie doświadczenia na kilku ziarnach oraz mierzenie długości i średnicy w różnych miejscach obciążone jest dużym błędem. W trakcie procesu suszenia na powietrzu zmniejsza się geometria ziaren, co wskazuje, że małocząsteczkowe składniki są usuwane z prochu powodując zmniejszenie porowatości warstwy palnej. Grubość warstwy zmodyfikowanej oraz jej jednorodność zależy od kolejności wykonywania procesów. Parametry balistyczne wyraźnie zależą od sposobu usuwania składników lotnych. Sposób usuwania rozpuszczalników również wpływa na jednorodność uzyskanego materiału. Porowatość materiału zależy od wybranej metody destylacji pod zmniejszonym ciśnieniem oraz zabarwienia ziaren. Literatura [1] T. Urbański, Chemia i technologia materiałów wybuchowych, tom III, wydawnictwo MON, Warszawa 1955 [2] G. N. Leonov, Some Aspects of the Effect of the Porosity of the Condensed Phase on the Combustion of Nitrocellulose Propellants, Combustion, Explosion and Shock Waves, tom 44, nr 5, str. 547-551, 2008