Давление пороховых газов

Будем считать, что теплоотдача от пороховых газов к стенкам манометрической бомбы или ствола при горении пороха отсутствует. Тогда пороховые газы будут иметь постоянную температуру, равную температуре горения пороха Т = Т₁.

Выражение для давления пороховых газов р в постоянном объеме получим из уравнения состояния газов 1.3 и при этом введем силу пороха f = RT₁:

(3.1)

Учитывая, что , получим

(3.2)

Зависимость р = f(y) близка к линейной и тем ближе, чем меньше плотность заряжания и ближе к нулю разность .

В момент окончания горения при y = 1 из выражения 3.2 найдем величину полного пиростатического давления

(3.3)

Эта формула впервые была получена Л. Н. Шитковым для дымного пороха в 1857 году.

Из формулы 3.3 следует, что при знаменатель будет равен нулю и давление Р оказывается равным бесконечности, что в действительности не имеет места. Поэтому данная зависимость не может применяться при плотностях заряжания, близких к величине .

Полученные в пиростатике выражения для давления пороховых газов применяются при вычислении величины давления или величины сгоревшей части порохового заряда в орудии в предварительном периоде. Например, для любого орудия при D = 0.7, f = 95 10 и a = 1, по зависимости 3.3 получим

Как видим, при сгорании всего заряда в каморе орудия до начала движения снаряда (при мгновенном сгорании заряда) давление пороховых газов может достигнуть нескольких десятков тысяч атмосфер, что значительно превышает допустимое по прочности ствола давление.

Влияние воспламенителя при горении порохового заряда учитывается следующим образом. С достаточной для практики точностью можно считать, что заряд начинает гореть после того, как сгорит воспламенитель. В процессе горения заряда образующиеся пороховые газы будут смешиваться с газами сгоревшего воспламенителя и суммарное давление р¢ согласно закону Дальтона будет равно

где р_в - парциальное давление газов сгоревшего воспламенителя.

При сгорании порохового заряда величина р_в, вообще говоря, будет изменяться, однако обычно используют величину р_в в конце горения заряда

(3.4)

где f_в к w_в - соответственно сила и вес воспламенителя.

Дата добавления: 2014-01-20