МОДЕЛІ ГОРІННЯ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ ПІРОТЕХНІЧНИХ НІТРАТНО-МЕТАЛІЗОВАНИХ СУМІШЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.3.2023.284319Ключові слова:
пожежна безпека, піротехнічні суміші, нітратовмісні окиснювачі, металеві пальні, добавки органічних та неорганічних речовин, термічні дії, процеси горіння, моделі горіння металізованих конденсованих системАнотація
Встановлено механізм горіння ущільнених сумішей з порошків металізованих пальних (Mg, Al та ін.), нітратовмісних окиснювачів (NaNO3, KNO3 та ін.), добавок органічних (парафіну, стеарину та ін.) та неорганічних речовин (фторидів металів, оксидів металів та ін.) в умовах зовнішніх термічних впливів, згідно з яким процес перетворення вихідної суміші у продукти згоряння, у середньому, є стаціонарним та протікає у трьох просторово розділених зонах: конденсована фаза, де відбувається розкладання та високотемпературне окиснення компонентів; поверхня розділу фаз (поверхня горіння), на якій відбувається повне розкладання компонентів та займання частинок металу, які потім переходять у зону полум’я; газова фаза (зона тепловиділення у полум’ї), в якій частинки металу згоряють у дифузійному режимі, утворюючи продукти згоряння. Розроблено моделі горіння сумішей, які враховують кінетичні характеристики термічного розкладання окиснювача, добавок органічних та неорганічних речовин та високотемпературного окиснення, займання та горіння частинок металу у продуктах розкладання, а також результати термодинамічних розрахунків температури продуктів згоряння сумішей та вмісту у них високотемпературного конденсату (неокисненого металу), що дозволяє з відносною похибкою 8…10 % визначати критичні діапазони зміни швидкості горіння сумішей в умовах зовнішніх термічних дій, перевищення яких може призводити як до прискорення процесу горіння сумішей та пожежовибухонебезпечного руйнування піротехнічних виробів, так й до різкого затухання їх процесу горіння та відмови виробів.
Посилання
Akkerman, V., & Penner, P. (2020). Detonation performance of ammonium nitrate explosives. Propellants, Explosives, Pyrotechnics, 45(4), 546-556.
Bai, J., & Yang, L. (2019). Study on ignition characteristics of pyrotechnics with different binders. Journal of Energetic Materials, 37(6), 714-728.
Dibrova, O., Kyrychenko, O., Motrychuk, R., Tomenko, M., & Melnyk, V. (2020). Fire safety improvement of pyrotechnic nitrate-metal mixtures under external thermal conditions. Technology audit and production reserves, 1/1(51), 44-49.
Dibrova, O.S., Kirichenko, O.V., Motrichuk, R.B., & Vashchenko, V.A. (2020). Improving fire safety of pyrotechnic nitrate-metal mixtures in the conditions of external thermal actions. Internauka, 5/5799. Retrieved from http://www.inter-nauka.com.
Dibrova, O.S., Kirichenko, O.V., Motrichuk, R.B., & Vashchenko, V.A. (2020). Regularities of influence of technological parameters on fire safety of pyrotechnic nitrate-titanium mixtures in the conditions of external thermal actions. Internauka, 5/5798. Retrieved from http://www.inter-nauka.com.
Fang, Y., Wang, S., & Zhang, Y. (2019). Combustion behavior of composite propellants containing Al/CuO and ammonium perchlorate. Combustion Science and Technology, 191(9), 1742-1757.
Fateev, V.M., Prikhodko, Y.P., & Taborov, L.I. (2017). Pyrotechnics. Kyiv: Naukova dumka.
Jia, X., Qi, X., & Zhang, X. (2021). Ignition behavior and flame structure of multi-layered pyrotechnic systems containing nitrocellulose. Combustion Science and Technology, 193(7), 1354-1373.
Kirichenko, O.V., Dibrova, O.S., & Motrichuk, R.B. (2020). Influence of technological parameters on the dependence of the rate of development of the combustion process of pyrotechnic mixtures. Theory and Practice of Fire Extinguishing and Eliminating Emergency Situations. Cherkasy: Cherkasy Institute of Fire Safety.
Kovalishyn, V.V., Marich, V.M., Voitovych, T.M., & Husar, B.M. (2018). Use of environmentally friendly fire extinguishers, Ecological safety as the basis of sustainable development of society. European experience and perspectives. DUBZD.
Kovalyshyn, V.V., Marych, V.M., Novitskyi, Y.M., Gusar, В.M., Chemetskiy, V.V., & Mirus O.L. (2018). Improvement of a discharge nozzle damping attachment to suppress fires of class D. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(95), 68-76.
Kyrychenko, E., Gvozd, V., Vashchenko, V., Kyrychenko, О., Dyadushenko, О., & Melnyk, V. (2021). Patterns 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. Civil defense and fire safety, 2(12), 111-121.
Kyrychenko, O.V., Dibrova, O.S., Motrichuk, R.B., Vashchenko, V.A., & Kolinko, S.O. (2019). 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, 2(8), 81-85.
Kyrychenko, O.V., Dibrova, O.S., Motrychuk, R.B., Baranovsyy, О.С., & Tsybulin, V.V. (2018). Determination of the content of high-temperature condensate in the combustion products of pyrotechnic nitrate-metal mixtures at elevated external pressures, Science and production: interuniversity thematic collection of scientific papers, 19, 323-332.
Kyrychenko, O.V., Dibrova, O.S., Motrychuk, R.B., Vashchenko, V.A., Kolinko, S.О., & Tsybulin, V.V. (2019). Study of the influence of the strength of charges of pyrotechnic nitrate-metal mixtures on the fire safety of products based on them, Bulletin of the Cherkasy State Technological University, 3, 56-67.
Kyrychenko, Y. (2021). Study of the processes of external thermal shock effects on pyrotechnic metal oxide products under the conditions of a shot and flight. Collection of scientific works of the Cherkasy Institute of Fire Safety, 5(2), 37-51.
Kyrychenko, Y. (2022). 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. Collection of scientific works of the Cherkasy Institute of Fire Safety, 6(1), 29-42.
Kyrychenko, Y., Gvozd, V., Vashchenko, V., Kyrychenko, О., & Dyadushenko, О. (2022). Prevention of premature triggering of pyrotechnic products based on mixtures of magnesium, aluminum powders and metal oxides under conditions of external thermal effects, Civil defense and fire safety, 2(12), 122-130.
Kyrychenko, Y.P. (2022). Methodology for determining the critical values of the parameters of external thermal effects on pyrotechnic metal oxide products under operating conditions, Bulletin of the Cherkasy State Technological University, 2, 53-63.
Kyrychenko, Y.P., Kovalyshyn, V.V., Gvozd, V.M., Vashchenko, V.A., Kolinko, S.O., & Tsybulin, V.V. (2021). 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. Bulletin of the Cherkasy State Technological University, 4, 68-82.
Mader, C.L. (2019). Numerical modeling of explosives and propellants: CRC Press.
Marich, V.M., Kovalishin, V.V., & Kirillov, Ya.B. (2018). Optimization of fire extinguishing powders for magnesium extinguishing. Theory and Practice of Fire Extinguishing and Eliminating Emergency Situations. Cherkasy: Cherkasy Institute of Fire Safety.
Motrichuk, R.B., Kyrychenko, O.V., Vashchenko, V.A., Kolinko, S.O., Butenko, T.I., Kyrychenko, Y.P., & Tsybulin, V.V. (2020). Regularities of influence of technological parameters and external factors on temperature and composition of combustion products of pyrotechnic nitrate-metal mixtures. Bulletin of the Cherkasy State Technological University, 4, 131-142.
Niu, M., & Wang, Q. (2019). Experimental investigation on the combustion characteristics of composite modified double-base propellant. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 137(1), 329-336.
Xu, Y., Ma, Y., & Liu, Q. (2018). Characterization of energetic material burning rate using an improved laser shadowgraphy technique. Journal of Propulsion and Power, 34(2), 360-366.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Назарій Козяр, Оксана Кириченко, Вікторія Ковбаса, В’ячеслав Ващенко, Сергій Колінько, Тетяна Бутенко, Валентин Цибулін
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
