Пиростатика

Пиростатика (Шаблон:Lang-el — огонь и Шаблон:Lang-el — статика) — подраздел внутренней баллистики, занимающийся вопросами горения пороха и газообразования в условиях постоянного объёма, а также устанавливающий особенности горения пороховых составов различной физико-химической природы в простейшей ситуации замкнутого пространства и отсутствия переходов выделившейся энергии горения в механическую работу.

Моделирование пиростатических условий

Для изучения баллистических характеристик порохов и взрывчатых веществ в лабораторной практике используются герметичные сосуды («бомбы»), способные выдержать давления, возникающие в экспериментах. Основным инструментом, служащим для моделирования пиростатических условий, является манометрическая бомба (бомба постоянного объёма, бомба переменного давления). Обычно манометрическая бомба представляет собой толстостенный сосуд, изготовленный из высокопрочной стали, в который помещается исследуемое вещество. Для измерения давления во время горения вещества применяются малоинерционные тензо- и пьезодатчики, сигналы с которых подаются на регистрирующие приборы. Кроме того, в корпус бомбы могут быть встроены окна со световодами, служащие для наблюдения за развитием исследуемых процессов. Максимальное давление в таких бомбах может составлять Шаблон:Число и более.

Основное уравнение пиростатики

Основное уравнение пиростатики (общая формула пиростатики, обобщённая формула Нобля) выражает зависимость давления $p$ газов, образовавшихся в результате горения заряда, от относительной массы сгоревшей части заряда. Уравнение имеет вид:

$p=\frac{f\omega \psi }{W},$

где $f$ — «сила пороха», равная произведению универсальной газовой постоянной $R$ и температуры горения заряда, $\omega$ — начальная масса заряда, $\psi$ — относительная масса сгоревшей части заряда, равная отношению массы сгоревшей части заряда к его начальной массе, $W$ — текущий, свободный для газов, объём каморы, в которой происходит горение заряда.

Можно показать, что для $W$ выполняется:

$W=W_0-\frac{\omega }{\delta }(1-\psi )-\alpha \omega \psi ,$

где $\delta$ — плотность вещества заряда, а $\alpha$ — его коволюм. С учётом приведённой формулы основное уравнение пиростатики приобретает вид:

$p=\frac{f\omega \psi }{W_0-\frac{\omega }{\delta }(1-\psi )-\alpha \omega \psi }.$

Дополнительная литература

• Шаблон:Книга

Ссылки

• Шаблон:Cite web