Дослідження механізму та розробка моделі розвитку процесу горіння піротехнічних сумішей металеве пальне + оксид металу при зовнішніх термічних діях
Анотація
Встановлено механізм горіння двокомпонентних сумішей з порошків магнію, алюмінію та оксидів металів, згідно з яким процес перетворення вихідної суміші у продуктах згоряння є стаціонарним, одновимірним і протікає у трьох зонах: прогрітий шар у конденсованій фазі суміші; реакційна зона конденсованої фази суміші; зона полум’я (зона тепловиділення газової фази). Розроблено модель горіння сумішей, яка враховує кінетичні характеристики термічного розкладання окиснювача та високотемпературного окиснення, займання та горіння частинок металу у продуктах розкладання, що дає змогу більш точно (відносну похибку знижено до 7… 9 % замість 10…15 % у наявних моделей) визначати критичні діапазони зміни швидкості горіння сумішей в умовах зовнішніх термічних дій, перевищення яких призводить до прискорення процесу горіння сумішей та пожежовибухонебезпечного руйнування піротехнічних виробів
Ключові слова
пожежна безпека; піротехнічні суміші; термічні дії; процеси горіння; моделі горіння металізованих конденсованих систем
Використані джерела
[1] A. A. Shidlovskii, A. I. Sidorov, and N. A. Silin, Pyrotechnics in the national economy. Moscow, Russia: Mashinostroenie, 1978 [in Russian].
[2] N. A. Silin, V. A. Vashchenko, L. Ya. Kashporov et al., Metallic fuels of heterogeneous condensed systems. Moscow, Russia: Mashinostroenie, 1976 [in Russian].
[3] N. A. Silin, V. A. Vaschenko, N. I. Zaripov et al., Oxidants of heterogeneous condensed systems. Moscow, Russia: Mashinostroenie, 1978 [in Russian].
[4] N. A. Silin, V. A. Vaschenko, L. Ya. Kashporov et al., Combustion of metalized heterogeneous condensed systems. Moscow, Russia: Mashinostroenie, 1982 [in Russian].
[5] V. A. Vaschenko, O. V. Kirichenko, Yu. G. Lega, P. I. Zaika, I. V. Yatsenko, and V. V. Tsybulin, Combustion processes of metallized condensed systems. Kiev, Ukraine: Naukova dumka, 2008 [in Russian].
[6] O. V. Kirichenko, 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].
[7] А. V. Molodyk, "The history of the development of scientific and technical direction "Optical homing heads", in 2nd Ukr. Sci. and Tech. Conf. Special instrumentation: state and prospects: coll. of abstracts. Kiev, Ukraine: Arsenal, 2016 [in Russian].
[8] А. V. Molodyk, N. I. Nosov, G. А. Smolar, and D. V. Lozbin, "Experience and prospects for solving thermo-physical problems of creating optoelectronic special products for infrared technology", in 2nd Ukr. Sci. and Tech. Conf. Special instrumentation: state and prospects: coll. of abstracts. Kiev, Ukraine: Arsenal, 2016 [in Russian].
[9] L. P. Vogman, and V. V. Lepesiy, "Fire safety requirements for household pyrotechnic products", Pozharovzryvobezopasnost, no. 4, pp. 51-57, 1998 [in Russian].
[10] L. P. Vogman, V. A. Zuykov, V. E. Tatarov, and V. V. Lepesiy, "Development of recommendations for ensuring fire safety of fireworks pyrotechnic products", Pozharovzryvobezopasnost, no. 3, pp. 24-41, 2002 [in Russian].
[11] DSTU 4105 – 2002. Household pyrotechnic products. General safety requirements. Approved by the order of the State Standard of Ukraine of June 12, 2002, no. 35 [in Ukrainian].
[12] STO 4. 3. 1 – 2003. Pyrotechnic products. Safety rules for handling pyrotechnic products. Sergiev-Posad, Russia: Rapidfeyyerverk, 2013 [in Russian].
[13] STO 4. 3. 2 – 2003. Pyrotechnic products. The procedure and rules for organizing and conducting fireworks. Sergiev-Posad, Russia: Rapid-feyyerverk, 2013 [in Russian].
[14] DSTU 4316 – 2004. Pyrotechnic articles for household use. Fire safety requirements and test methods. Approved by the order of the State Standard of Ukraine of July 5, 2004, no. 130 [in Ukrainian].
[15] G. N. Kirillov et al., Fire safety requirements for handling pyrotechnic products. Review and analytical material. Moscow, Russia: VNIIPO i DND MChS Rossii, 2010 [in Russian].
[16] V. A. Makovei, "Basic requirements of fire safety when handling pyrotechnic products", Chrezvychaynyye situatsii: promyshlennaya i ekologicheskaya bezopasnost, no. 1-3 (68), pp. 13-21, 2011 [in Russian].
[17] V. A. Vashchenko, "Optimization of the influence of external actions on the processes of interaction of the combustion wave with metallized condensed systems", Visti Akademiyi inzhenernykh nauk Ukrayiny, no. 1, pp. 31-39, 1995 [in Ukrainian].
[18] V. A. Vashchenko, "Design of optimal technological modes of interaction of combustion waves with metallized condensed systems", Visti Akademiyi inzhenernykh nauk Ukrayiny, no. 2, pp. 4148, 1995 [in Ukrainian].
[19] V. A. Vashchenko, High-temperature technological processes of interaction of concentrated energy sources with materials. Moscow, Russia: Deposited at VINITI 08.07.96 [in Russian].
[20] O. V. Kirichenko, V. V. Tsybulin, I. V. Yatsenko, and V. A. Vashchenko, "Modeling of fire and explosion hazardous modes of combustion of nitrate systems when using pyrotechnic products", Vísnyk Cherkaskogo derzhavnogo tekhnologíchnogo uníversitetu, no. 4, pp. 35-41, 2008 [in Russian].
[21] O. V. Kirichenko, "Modeling of limiting, unstable combustion modes of pyrotechnic nitrate systems taking into account the agglomeration of metallic fuel", Naukovyi visnyk UkrNDIPB, no. 1 (17), pp. 78-86, 2008 [in Russian].
[22] O. V. Kirichenko, V. A. Vashchenko, and V. V. Tsibulin, "Fire-hazardous thermal effects on the surface of metal housings of pyrotechnic articles in the conditions of fire and flight", Problemy pozharnoy bezopasnosti, no. 32, pp. 98-112, 2012 [in Ukrainian].
[23] O. V. Kirichenko, "Thermal effects on the surface of metal fairings of pyrotechnic products in the conditions of a shot and flight", Pozharovzryvobezopasnost, no. 9, pp. 6-11, 2013 [in Russian].
[24] O. V. Kirichenko, "Modeling of the heating process of metal shells of pyrotechnic products under conditions of external thermal effects", Chrezvychaynyye situatsii: obrazovaniye i nauka, no. 2, pp. 37-45, 2013 [in Russian].
[25] O. V. Kirichenko, O. S. Dibrova, R. B. Motrichuk, Ye. O. Tishchenko, and V. V. Tsibulin, "Determination of permissible modes of heating of pyrotechnic mixtures during their operation", Vísnyk Cherkaskogo derzhavnogo tekhnologíchnogo uníversitetu, no. 2, pp. 5-11, 2018 [in Ukrainian].
[26] O. S Dibrova, O. V. Kirichenko, R. B. Motrichuk, and V. A. Vashchenko, "Regularities of influence of technological parameters on fire safety of pyrotechnic nitrate-titanium mixtures in the conditions of external thermal actions", Internauka, no. 5/5798, 2020. [Online]. Available: http://www.internauka.com [in Ukrainian].
[27] 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.
[28] V. A. Vashchenko, O. V. Kirichenko, V. D. Akinshin, V. V. Tsybulin, and I. V. Yatsenko, "A complex of test installations simulating real conditions for the use of pyrotechnic nitrate-containing products", Naukovyi visnyk UkrNDIPB, no. 1 (19), pp. 127-137, 2009 [in Russian].
[29] G. Korn, and T. Korn, Handbook on mathematics for scientists and engineers. Moscow, Russia: Nauka, 1984 [in Russian].