Закономірності впливу різних чинників на швидкість розвитку процесу горіння піротехнічних сумішей на основі кисневмісних окиснювачів та металевих пальних
Анотація
Вивчено вплив різних чинників (теплообмін із зовнішнім середовищем, що залежить від діаметра зразка суміші та матеріалу оболонки, яка ізолює його, вологість окиснювача, склад та вологість середовища) на швидкість і стабільність процесу горіння ущільнених сумішей з порошків кисневмісних окиснювачів (NaNO3, Ba(NO3)2, Sr(NO3)2, ВаО2, MnO2) та металевих пальних (Mg, Al, ПАМ) для різних значень технологічних параметрів (співвідношення й дисперсності компонентів, коефіцієнта ущільнення, вологості окиснювача, діаметра зразка та матеріалу оболонки) і зовнішніх умов (складу та вологості середовища, зовнішнього тиску). Встановлено діапазони зміни параметрів, що характеризують зазначені чинники, в межах яких спостерігається зменшення швидкості горіння сумішей більш, ніж у 2…3 рази, стабілізація процесу горіння та підвищення його стійкості до зовнішніх впливів. Капсуляція частинок порошку окиснювача (наприклад алюмінієм) приводить до зменшення швидкості горіння суміші та підвищення стійкості процесу її горіння до зовнішніх термічних впливів, що пояснюється суттєвим зменшенням вологості окиснювача. Процеси горіння сумішей у повітрі, азоті або аргоні значно різняться, що пояснюється різними кінетичними характеристиками процесів термічного розкладання окиснювачів, окиснення та займання частинок металевих пальних у цих середовищах
Ключові слова
пожежна безпека; піротехнічні суміші; кисневмісні окиснювачі; металеві пальні; швидкість горіння; стійкість процесу горіння; зовнішні впливи
Використані джерела
[1] O. V. Kyrychenko, P. S. Pashkovskiy, V. A. Vashchenko, and Yu. G. Lega, Fundamentals of fire safety of pyrotechnic nitrate-containing products in the conditions of external thermal influences, Kyiv, Ukraine: Naukova dumka, 2012 [in Ukrainian].
[2] O. V. Kyrychenko, O. S. Dibrova, R. B. Motrychuk, О. С. Baranovsyy, and V. V. Tsybulin, "Determination of the content of hightemperature condensate in the combustion products of pyrotechnic nitrate-metal mixtures at elevated external pressures”, Nauka ta vyrobnytstvo: interuniversity thematic collection of sci. papers, iss. 19, pp. 323332, 2018 [in Ukrainian].
[3] V. V. Kovalyshyn, V. M. Marych, Y. M. Novitskyi, В. M. Gusar, V. V. Chemetskiy, and O. L. Mirus, "Improvement of a discharge nozzle damping attachment to suppress fires of class D", Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 5 (95), pp. 68-76, 2018.
[4] O. V. Kyrychenko, O. S. Dibrova, R. B. Motrychuk, V. A. Vashchenko, S. О. Kolinko, and V. V. Tsybulin, "Study of the influence of the strength of charges of pyrotechnic nitrate-metal mixtures on the fire safety of products based on them", Vísnyk Cherk skogo derzh vnogo tekhno ogí hnogo uníversitetu, no. 3, pp. 56-67, 2019 [in Ukrainian].
[5] O. Dibrova, O. Kyrychenko, R. Motrychuk, M. Tomenko, and V. Melnyk, "Fire safety improvement of pyrotechnic nitrate-metal mixtures under external thermal conditions", Technology audit and production reserves, no. 1/1 (51), рp. 44-49, 2020.
[6] R. B. Motrichuk, O. V. Kyrychenko, A. Vashchenko, S. O. Kolinko, T. I. Butenko, Ye. P. Kyrychenko, and V. V. Tsybulin, "Regularities of influence of technological parameters and external factors on temperature and composition of combustion products of pyrotechnic nitratemetal mixtures", Vísnyk Cherkaskogo derzh vnogo tekhno ogí hnogo uníversitetu, no. 4, pp. 131-142, 2020 [in Ukrainian].
[7] Ye. Kyrychenko, "Study of the processes of external thermal shock effects on pyrotechnic metal oxide products under the conditions of a shot and flight", Nadzvychayni sytuatsiyi: poperedzhennya ta likvidatsiya: coll. of sci. papers of the Cherkasy Institute of Fire Safety named after Heroes of Chernobyl of the National University of Civil Defense of Ukraine, vol. 5, no. 2, pp. 37-51, 2021 [in Ukrainian].
[8] Kovalyshyn, M. Gvozd, V. A. Vashchenko, O. Kolinko, and V. V. Tsybulin, "Study of the mechanism and development of a model of the development of the combustion process of pyrotechnic mixtures of metal fuel + metal oxide under external thermal effects", Vísnyk Cherkaskogo derzhavnogo tekhno ogí hnogo uníversitetu, no. 4, pp. 6882, 2021 [in Ukrainian].
[9] Ye. Kyrychenko, V. Gvozd, V. Vashchenko, О. Kyrychenko, О. Dyadushenko, and V. Melnyk, "Regularities of influence of technological parameters and external factors on the ignition temperature and combustion time of magnesium and aluminum particles in the decomposition products of metal oxides", Tsyvilnyy zakhyst ta pozhezhna bezpeka, no. 2 (12), pp. 111-121, 2021 [in Ukrainian].
[10] Ye. Kyrychenko, "Investigation of ignition processes and the development of combustion of two-component pyrotechnic mixtures made of magnesium, aluminum and metal oxide powders at elevated heating temperatures and external pressures", Nadzvychayni sytuatsiyi: poperedzhennya ta likvidatsiya: coll. of sci. papers of the Cherkasy Institute of Fire Safety named after Heroes of Chernobyl of the National University of Civil Defense of Ukraine, vol. 6, no. 1, pp. 29-42, 2022 [in Ukrainian].
[11] Ye. Kyrychenko, V. Gvozd, V. Vashchenko, О. Kyrychenko, and О. Dyadushenko, "Prevention of premature triggering of pyrotechnic products based on mixtures of magnesium, aluminum powders and metal oxides under conditions of external thermal effects", Tsyvilnyy zakhyst ta pozhezhna bezpeka, no. 2 (12), pp. 122-130, 2022 [in Ukrainian].
[12] Ye. P. Kyrychenko, "Methodology for determining the critical values of the parameters of external thermal effects on pyrotechnic metal oxide products under operating conditions", Vísnyk Cherkaskogo derzh vnogo tekhno ogí hnogo uníversitetu, no. 2, pp. 53-63, 2022 [in Ukrainian].
[13] V. M. Fateev, Yu. P. Prikhodko, and L. I. Taborov, Pyrotechnics. Kyiv, Ukraine: Naukova dumka, 2017 [in Ukrainian].
[14] V. M. Balanyuk, N. M. Kozyar, and O. I. Garasimyuk, "Application of aerosolpowder fire-extinguishing mixtures for protection against incendiary mixtures", Science Rise, no. 2 (22), pp. 11-14. 2016 [in Ukrainian].
[15] O. V. Kyrychenko, O. S. Dibrova, R. B. Motrichuk, V. A. Vashchenko, and S. O. Kolinko, "Investigation of ignition and combustion of particles of aluminum and magnesium alloys in the decomposition products of solid pyrotechnic fuels", Scientific Bulletin Civil Protection and Fire Safety, no. 2 (8), pp. 81-85, 2019.