- •Предисловие
- •Часть первая общие свойства пиротехнических составов и их компонентов
- •Глава I
- •Общее понятие о пиротехнических средствах и составах
- •§ 1.Классификация
- •§ 2.Горение составов
- •§ 3. Требования, предъявляемые к пиротехническим средствам и составам
- •§ 4. Назначение компонентов
- •§5. Возможные высокоэкзотермические реакции
- •§ 6. Способность к горению различных веществ и смесей
- •Глава II окислители
- •§ 1. Выбор окислителей
- •§ 2. Свойства окислителей
- •§ 3. Гигроскопичность
- •§ 4. Технические требования
- •Глава III горючие
- •§ 1.Выбор и классификация
- •§ 2. Высококалорийные горючие
- •Количество тепла в ккал, выделяющееся при сгорании 1 см3 некоторых горючих (q4)
- •§ 3. Технические требования к порошкам металлов
- •§ 4. Производство порошков металлов
- •§ 5. Неорганические горючие средней калорийности
- •§ 6. Органические горючие
- •Глава IV связующие - органические полимеры
- •§ 1. Роль связующих. Испытание прочности звездок
- •§ 2. Факторы, влияющие на прочность
- •Зависимость прочности изделия от давления прессования (испытывались высоты)шашки диаметром 20 мм и такой же высоты)
- •§ 3. Классификация связующих их свойства
- •Некоторые свойства органических горючих веществ
- •Глава V принципы расчета пиротехнических составов
- •§ 1. Двойные смеси
- •§2. Тройные и многокомпонентные смеси
- •§ 3. Составы с отрицательным кислородным балансом
- •§ 4. Металлохлоридные составы
- •§ 5. Составы с фторным балансом
- •Глава VI теплота горения, газообразные продукты и температура горения составов
- •§ 1. Вычисление теплоты горения
- •Теплота горения пиротехнических составов (без учета догорания за счет кислорода воздуха)
- •§ 2. Экспериментальное определение
- •§ 3. Связь между назначением составов и теплотой их горения
- •§ 4. Газообразные продукты горения
- •§ 5. Определение температуры горения
- •§ 6. Экспериментальное определение
- •Tипы оптических пирометров
- •§ 7. Связь между назначением состава и температурой горения
- •Глава VII чувствительность составов
- •§ 1. Определение чувствительности к тепловым воздействиям
- •Определение чувствительности к лучу огня
- •Дополнительные испытания
- •§ 2. Определение чувствительности к механическим воздействиям
- •Определение чувствительности к удару
- •§ 3. Факторы, влияющие на чувствительность составов к начальному импульсу
- •Глава VIII горение составов
- •§ 1. Механизм горения
- •§ 2. Факторы, влияющие на скорость горения
- •Каталитические добавки
- •Физические факторы
- •Глава IX взрывчатые свойства составов
- •Взрывчатые свойства двойных смесей:
- •Расширение в блоке Трауцля в см3 в зависимости от начального импульса; количество состава 20 г
- •Глава X физическая и химическая стойкость составов
- •§ 1. Физические изменения
- •§ 2. Химические изменения
- •Составы, содержащие порошки магния или алюминия и неорганические окислители
- •Составы, не содержащие порошков металлов
- •§ 3. Методы определения гигроскопичности и химической стойкости
- •§ 4. Допустимые сроки хранения
- •Специальные свойства отдельных видов пиротехнических составов
- •Глава XI осветительные составы
- •§ 1. Осветительные составы и средства
- •Классификация осветительных средств и составов
- •§ 2. Краткие сведения об устройстве осветительных средств Средства артиллерии
- •Основные характеристики американских саб (скорость снижения факелов 2,5—3,0 м/с)
- •Общевойсковые средства
- •§ 3. Световые характеристики осветительных составов и средств
- •§ 4. Тепловое и люминесцентное излучение
- •§ 5. Специальные требования к осветителным составам; двойные смеси
- •Термохимические характеристики двойных смесей
- •Световые показатели двойных смесей с различными окислителями (диаметр звездок 24 мм, оболочка картонная)
- •Светотехнические характеристики двойных смесей нитрата бария с алюминиевой пудрой
- •§ 6. Многокомпонентные осветительные составы
- •Самоотвёрждающиеся составы
- •Самоотвёрждающиеся составы на основе полимерных горючих-связующих (патенты сша 3.369.964, 1968; 3.462.325, 1969; 2.984.558, 1961)
- •§ 7. Факторы, влияющие на эффективность осветительных составов и средств
- •§ 8. Краткие сведения о пиротехнических ик-излучателях
- •Характеристики пиротехнических ик-излучателей
- •Энергетические характеристики пиротехнических источников ик-излучения
- •Энергетические величины и единицы
- •§ 9. Фотометрирование и радиометрирование пламен пиротехнических составов
- •Глава XII фотоосветительные составы
- •§ 1. Ночное воздушное фотографирование
- •§ 2. Фотоматериалы
- •§ 3. Фотоавиабомбы
- •§ 4. Фото патроны
- •Основные характеристики фотоосветительных патронов
- •§ 5. Фотосоставы. Факторы, влияющие на светотехнические характеристики вспышек и свойства фотосоставов
- •Светотехнические характеристики фотосмесей, содержащих кс104 и металлические горючие в стехиометрических соотношениях (ст) и с перегрузкой горючим (п) в количестве h'/ol против стехиометрии [119]
- •§ 6. Методы определения характеристик фотовспышек
- •§ 7. Световые имитаторы, фотозаряды-маркеры
- •Глава XIII трассирующие составы
- •§ 1. Трассирующие средства
- •Назначение трассеров и требования к ним
- •Классификация трассирующих средств
- •§ 2. Краткие сведения об устройстве трассеров Трассирующие пули
- •Артиллерийские снаряды
- •Снаряды с самоликвидацией через трассер
- •Трассеры к управляемым реактивным снарядам (pc) и авиабомбам. Специальные виды трассеров
- •§ 3. Трассирующие составы
- •§ 4. Воспламенительные составы для трассеров
- •§ 5. Факторы, влияющие на эффективность трассирующих составов и трассеров
- •§ 6. Видимость трассы и расчет необходимой силы света пламени
- •§ 7. Испытания трассеров
- •Глава XIV составы сигнальных огней
- •§ 1. Системы сигнализации. Требования, предъявляемые к составам
- •§ 2. Характер излучения пламени
- •§ 3.Разработка рецептов составов и основные требования к их компонентам
- •§ 4. Составы желтого огня
- •§ 5. Составы красного огня
- •§ 6. Составы зеленого огня
- •§ 7. Составы синего и белого огня
- •§ 8. Методы испытания
- •Глава XV зажигательные составы
- •§ 1. Зажигательные средства и зажигательные составы. Основные требования к составам
- •§ 2. Классификация зажигательных средств и составов Зажигательные средства
- •Зажигательные составы
- •§ 3. Составы с порошками металлов и окислителями — солями и применение их в малокалиберных снарядах
- •Воспламенение и горение жидких топлив
- •§ 4. Термитно-зажигательные составы
- •§ 5. Сплав «электрон» и его применение
- •§ 6. Смеси на основе нефтепродуктов напалм
- •§ 7. Фосфор и его соединения
- •§ 8. Галоидные соединения фтора
- •§ 9. Прочие зажигательные вещества и смеси
- •§ 10. Методы испытания зажигательных составов
- •Глава XVI составы маскирующих дымов
- •§ 1. Общие сведения об аэрозолях
- •§ 2. Способы получения аэрозолей.
- •§ 3. Составы маскирующих дымов и предъявляемые к ним требования
- •Глава XVII составы цветных дымов
- •§ 1. Цветные облака и способы их получения
- •§ 2.Красители
- •§ 3. Составы цветных дымов
- •Глава XVIII твердые пиротехнические топлива
- •§ 1. Классификация и энергетические характеристики
- •§ 2. Эксплуатационные требования
- •§ 3. Окислители
- •§ 4. Органические и металлические горючие
- •Глава XIX безгазовые составы
- •Глава XX воспламенительные составы. Газогенераторные составы. Прочие виды составов
- •§ 1. Воспламенительные составы и предъявляемые к ним требования
- •§ 2. Воспламенительные составыдля ракетных двигателей
- •§ 3. Газогенераторные составы
- •Высокоазотные газогенераторные составы по данным [117] в процентах
- •§ 4. Прочие виды составов
- •Глава XXI применение пиротехнических составов в народном хозяйстве
- •§ 1. Составы для получения химикатов
- •§ 2. Использование энергии пиротехнических составов
- •§ 3. Спичечные составы
- •§ 4. Фейерверочные составы
- •Глава XXII основы технологии и оборудование пиротехнического производства
- •§ 1. Подготовка компонентов
- •Техническая характеристика шкафа
- •§ 2. Приготовление составов
- •§ 3.Уплотнение составов
- •§ 4. Снаряжение и сборка изделий
- •Приложения
- •Список литературы
- •Оглавление
§ 2. Приготовление составов
Смешивание пиротехнических составов является одной из самых важных операций. Состав должен быть однородным. Пробы составов, взятые из разных мест в чаше смесителя, не должны отличаться по химическому составу Друг от друга и должны соответствовать заданному рецепту.
Трудность состоит в том, что содержание некоторых компонентов в составах не превышает 2%. Часть компонентов вводится в составы в виде лаков различной концентрации. Кроме того, за последние годы нашли широкое применение жидкие высокомолекулярные связующие типа эпоксидных смол, полиэфиров и каучуков. В некоторых случаях процесс приготовления составов осуществляется при разрежении с одновременным подогревом до 60—70° С смешиваемой массы. Многие составы имеют значительную чувствительность к трению.
Все это вместе взятое сделало необходимым поиск новь/х конструктивных решений при разработке смесителей.
При конструировании смесителей необходимо было принимать во внимание также ограничения по загрузке пиротехническим составом бронекабин смешения.
Применяемые в настоящее время смесители с вертикальным расположением нескольких рабочих органов в отличие от однолопастных смесителей старых конструкций .(с горизонтальным расположением лопасти) имеют следующие преимущества:
а) сальниковые устройства и подшипники у таких смесителей вынесены из зоны контактирования с составом;
б) значительно облегчается очистка рабочих органов смесителей от налипшего состава;
в) упрощается выгрузка приготовленного состава из чаши смесителя (посредством дистанционного открытия люка в дне чаши);
г) появляется возможность в одном и том же аппарате осуществлять приготовление разного количества состава.
Наилучшими оказались смесители, принцип действия которых основан на планерном движении лопастей по пересекающимся траекториям с соотношением угловых скоростей 1 :2. Созданы и успешно эксплуатируются в ряде производств 2-, 3-, 4-лопаст-ные смесители с емкостью чаши от 0,75 до 600 л. Большое количество лопастей повышает интенсивность смешивания. Наибольшее распространение получили двухлопастные смесители. Кинематическая схема такого смесителя представлена на рис. 22.4, а расположение его лопастей в плане показано на рис. 22.5. При работе смесителей их чаши плотно прижимаются к упорному колпаку для исключения пыления.
Размеры чаши и деталей смесителя (рис. 22.5) определяются с использованием формул:
D=3,2R+3,3б+0,66b;
0,02=Д—2(б+R)
где D —диаметр чаши в мм;
R —радиус окружности, описываемой лопастью;
б — зазор между лопастью и стенкой чаши
b —толщина лопасти.
Так как в некоторых литературных источниках [51] содержатся неправильные сведения о соотношении скоростей движения лопастей в такого рода смесителях, обращаем внимание читателя на тот факт, что вращение лопастей по пересекающимся траекториям (см. рис. 22.5) возможно только при соотношениях угловых скоростей их движения 1 : 1 или 1 : 2.
Зазоры между лопастями и стенками чаши смесителя, оказывающие немалое влияние на потребляемую при смешивании мощность, принимают равными 1—5 мм (в зависимости от размеров смесителя).
Чтобы исключить выбрасывание компонентов из зоны смешивания, угловую скорость движения лопастей относительно чаши принимают равной
Важно при расчете вновь конструируемого смесителя установить величину ДУ, которая будет потребляться при смешивании того или иного конкретного состава. Для смесителей с вертикальным расположением лопастей ее определяют по формуле
^N=K^N,
где К—коэффициент моделирования;
^N— мощность, потребляемая смесителем, принятым за эталон. Таким смесителем может быть любой лабораторный смеситель с емкостью чаши 1—2л.
Коэффициент моделирования Кзависит от величины зазора между лопастями и стенками чаши, угловой скорости движения лопастей, расстояния осей вращения лопастей от оси чаши, ширины лопастей и их числа, количества жидкой составляющей в составе и ее вязкости, а также количества состава.
Зависимость &Nот количества состава в чаше смесителя определяется по формуле
где Q — количество состава;
т - коэффициент, зависящий от среднего размера твердых частиц в смеси-K-=/(a lg V). W K= f(a l g y) Y — насыпной вес;
K=F(lga),где а—угол естественного откоса готового состава.
Рис. 22.4. Кинематическая схема двухлопастного смесителя:
/—станина; 2—вал; 3—колонна; 4, 13— лопасти; 5—чаша- 6, 8, II, 12, 13, 14. 15, 17, 18, 27, 31, 32, 34— зубчатые колеса, 7—корпус редуктора; 9—траверса; /О—сальник; 16— колпак упорный; 20— траверса подвижная; 21—шток; 22—штанга для конечных выключателей; 23—конечный выключатель; 24, 25—электромагниты; 26—электродвигатель: 28—гайка маточная; 29—муфта; 30—пружина; 33—редуктор червячный
Так как операция смешивания пиротехнических составов является пожаро и взрывобезопасной, смесители устанавливают в бронекабинах, двери которых оборудованы надежно действующими ручными запорами.
Экспериментально установлено, что при введении жидкой составляющей процесс смешивания резко замедляется и возрастает мощность AN.Провялка составов (предварительное удаление из них жидкой составляющей до содержания ее 1,2—1,3%) в большинстве случаев осуществляется непосредственно в смесителях с открытыми люками в упорном колпаке при подаче в смеситель подогретого до 60—70°С воздуха.
Рис. 22.5. Размеры чаши смесителя .
Составы, не содержащие жидкой составляющей, смешивают в безлопастных смесителях типа эксцентрически вращающейся бочки.
При эксплуатации смесителей должны соблюдаться следующие меры предосторожности:
1. Процесс смешивания. Расположение лопастей в двух-НИЯ И выгрузки состава лопастном смесителе и их основные раз-из смесителя производят меры при закрытой двери кабины.
2. Управление работой смесителей осуществляется дистанционно.
3. В кабине поддерживается чистота.
4. Оборудование после каждого цикла омешивания очищается от остатков состава и от возможной запыленности компонентами.
Грануляция составов. Эта операция заключается впротирании составов через металлическую сетку с размером ячеек 0,9—1,8 мм и может быть механизирована. В процессе грануляции составу придается сыпучесть и более равномерная зернистость, при которой возможна его объемная дозировка перед прессованием. Применяются различные типы грануляторов, отличающихся друг от друга размерами и конструкцией протирающих устройств.
Грануляторы, так же как и смесители, устанавливают в бронекабинах, при их эксплуатации соблюдаются те же меры предосторожности, которые были перечислены выше в отношении смесителей.
Целесообразно операцию смешивания и последующего гранулирования состава осуществлять в одном агрегате. Однако пока такого рода агрегаты широкого распространения не получили.
Сушка составов. Она осуществляется в обособленных, обвалованных помещениях на стеллажах и в сушильных шкафах. Так как сушке обычно подвергаются значительные количества составов, сушилки одновременно выполняют и роль хранилищ составов перед дальнейшим их использованием.
Сушка проводится на протяжении нескольких часов при 30— 45° С. При сушке из состава испаряется растворитель, введенный в него при заливке лаковой составляющей в 'процессе смешивания.
Остаточное содержание растворителей и влаги в составах не должно превышать 0,65% (определяется путем анализа проб).
Пиротехнические составы, содержащие лолимеризирующиеся связующие .(каучуки, эпоксидные смолы и т. д.), выдерживаются до 24 ч .при 75—80° С в специальных камерах для полимеризации. В настоящее время ведутся работы то интенсификации процесса сушки составов путем применения вакуума и сушки в «кипящем» слое.
В тех случаях, когда при сушке составов на их поверхности образуется корочка, разрушают ее в изолированном от сушилки помещении, как .правило, вручную (за защитным стальным щитом).