При проектировании пиропатронов, используемых в качестве источников газа, часто требуется вычислить максимальное давление или вес заряда для обеспечения заданного пика давления.
При относительно невысоких плотностях заряжания приемлемая точность расчета максимального давления в замкнутом объеме или в устройстве, где все топливо сгорает прежде, чем произойдет заметное изменение начального объема, обеспечивается следующим уравнением:
Макс |
І IV
1 — аД
Где Р макс — максимальное давление, ат ^ — сила пороха, агП’См^/г; а — коволюм газа, см?/г А — плотность заряжания, г/см3.
Коволюм — параметр, связанный с собственным объемом молекул, а плотность заряжания равна весу заряда, деленному на объем, в котором расширяются продукты сгорания.
Таблица 1.19
|
В табл. 1.19 приведены значения и а для ряда веществ, чаще всего используемых в пиропатронах.
Часто для определения приближенного значения максимального давления в процессе горения обычных топлив используется модифицированное уравнение Нобеля — Абеля. Хотя это уравнение не является точным, оно достаточно для начальных оценок. Это уравнение имеет следующий вид:
* макс — |уд____ I »
Где Рмакс — максимальное давление газа, ат Т’1 — средняя сила пороха, ат,’См?/г; А — плотность заряжания, г/смъ.
В случае пиропатрона с небольшим воспламенителем из черного пороха и основным зарядом из бездымного пороха удобно включить вес воспламенителя в общий вес заряда с поправочным коэффициентом в виде отношения силы пороха заряда воспламенителя к силе пороха основного заряда.
Пример.
Определить максимальное давление газов в замкнутом объеме 2460 см3, образующихся при сгорании 90 г бездымного пороха
Плотность заряжания, г/см3 Фиг. 1.10. Зависимость максимального давления от плотности заряжания и силы пороха. |
Марки Мб = 9660 ат-см3/г) и 6,5 г черного пороха = — 2925 ат-см3!г).
Гч у у <_• а а л г — . 2925 ат-см^/г
Эффективный вес заряда =90 ? + 6,3 г X
9660 ат • см•’*/ г
92 г;
92 г |
Л |
2460 ел3 9660 |
Рмлкс —: |
0,0374 г/см3 375 ат. |
1 /0,0374— 1 |
Ниже в табл. 1.20 представлены средние значения силы пороха |1,ля ряда веществ, используемых в газогенерирующих устройствах. | График на фиг. 1.10 может быть использован для оценки плот — йости заряжания, по которой определяется пик давления в данной инструкции. Полученные значения достаточно точны для первых
Таблица 1.20
|
Пробных испытаний. Методом интерполяции можно получить данные для порохов, у которых значение $ заключено в пределах 3050—12 200 ат-см3!г.