Теплота горения пиротехнических составов (без учета догорания за счет кислорода воздуха)

Рецепт состава. %	Теплота горения, к к ал/г	Назначение состава (тип состава)
КС104—83, Be—17 КС104—60, Mg—40	3,19 2,24	На практике не применяется Фотосмесь
Ba(NOs)2-68, Mg—32	1,61
КС104—66, А1—34 NaNO3-60, Al—40	2,45 2,00	Зажигательный Осветительный (без связующего)
Fe2O3—75, А1—25 Ba(N03)2—76, Mg—21, идитол-4	0,96 1,23	Термит Осветительный
Ва(NОз)2—63 Al—27, сера—10	1,40	»
Ba(N03)2—69, Mg—25, резинат кальция—6	1,48	Трассирующий
NH4C104—90, смола—10 NH4C104—80, смола—20	1,26 1,01	Ссмесевое ракетное топливо То же
Ва(С10з)2-Н20—88, идитол— 12	0,99	Сигнальный, зеленого огня
КСlOз—57, CгСОз—25, шеллак—18	0,61	Сигнальный, красного огня
C2C6-81, А1—119 С2С1б—17, КС104—22, Zn—61	0,96 0,52	Дымовой маскирующий То же
КСlOз—35, молочный сахар— 25, краситель родамин—40	0,38	Дымовой, красного дыма
КNОз—75, уголь—15, сера—10 Mg—90, Al—10	0,66 6,10	Порох дымный Сплав «электрон» (горение засчет кислорода воздуха)
Примечание. 1 ккал-4,186 кДж.

Составы с отрицательным кислородным балансом, если в процессе их горения участвует кислород воздуха, дают большее количество тепла, чем стехиометрические составы из тех же компонентов. Для составов с отрицательным кислородным балансом иногда используют термин — теплотворная способность.Под этим термином (в отличие от термина «калорийность состава») понимают то максимальное количество тепла, которое может быть получено лри сгорании состава с участием кислорода воздуха.

§ 2. Экспериментальное определение

Для определения теплоты горения сжигают определенную навеску состава в калориметрической бомбе. Количество выделившегося тепла определяют как произведение теплоемкости системы (вода + аппаратура) на разность между конечной и начальной температурой,воды, в которую погружена бомба. Теплоемкость системы, называемую иначе «водяным числом» калориметра, определяют специальными опытами.

Объем калориметрической бомбы составляет обычно 300— 400 см3, вес воды в калориметре — около 3 кг (вода взвешивается с точностью до 1 г).

Калориметрическая бомба в большинстве случаев заполняется воздухом, реже — азотом.

Для составов с отрицательным кислородным балансом при сжигании их с участием воздуха стремятся обеспечить максимальное отношение количества воздуха к навеске состава; навеску состава уменьшают до предела, допускаемого точностью калориметрического определения. Обычно ее берут 0,5—1 г с тем расчетом, чтобы повышение температуры воды в калориметре при проведении опыта было не менее 0,3 С. Бомба объемом 300 см2, наполненная воздухом, заключает в себе 0,1 г кислорода, которого хватит на окисление только 0,5 г состава, имеющего кислородный баланс п==—20 г 02.

В том, что кислород воздуха во многих случаях участвует в процессе горения составов, имеющих отрицательный кислородный баланс, убедились на основании эксперимента.

В азоте сжигают только некоторые дымовые составы (кислород воздуха оказывал бы окисляющее действие, частично или даже полностью сжигая дымообразующее вещество и тем самым искажая результаты определения). По отношению к составам, содержащим магний или алюминий, азот уже не является инертным газом, так как эти металлы реагируют с ним, образуя нитриды.

Если необходимо полностью устранить влияние внешней среды на процесс горения составов, содержащих магний или алюминий, то сжигание надо проводить в атмосфере инертного газа, например аргона.

В некоторых случаях требуется .прецизионное определение теплоты горения лиросоставов. В таких случаях можно использовать для измерения температуры термоэлементы, соединенные с зеркальным гальванометром, или платиновые термометры сопротивления.

Для воспламенения многих составов достаточно прикосновения к ним тонкой нихромовой проволочки, нагреваемой докрасна электротоком. Если таким способом воспламенить состав не удается, то поверх него насыпают немного (сотые доли грамма) воспламенительного состава, теплота горения которого должна быть определена заранее.

Введение воспламенительного состава снижает точность определения ввиду возможности химического взаимодействия между продуктами горения испытуемого и воспламенительного составов. Поэтому воспламенительный состав следует применять только в крайних случаях.