6.3 Количественный контроль на примере пороха

Мощность выделяемого при взрыве тепла определяется не только характером и природой веществ, входящих в пиротехнический состав, но и его количеством. Чтобы более точно определять количество образующейся энергии необходимо знать количественный состав смеси.

Например, содержание ионов в образце пороха можно определить с помощью потенциометрического способа добавив к навеске воды, таким образом, переведя исследуемую частицу в раствор. Далее замеряют потенциал нужного раствора, а так же серии стандартных растворов, имеющих известные концентрации. На основе потенциалов точных растворов строится график зависимости потенциала от pC, где pC = -lgC, после чего находится концентрация ионов в навеске пороха.

Применяя гравиметрический метод, можно установить количественное содержание серы и угля в навеске. Когда к навеске взрывчатого вещества добавили воды, раствор фильтруют, тем самым отделяя жидкую фазу от нерастворимых угля и серы, после чего фиксируют массу навески. Далее, поместив смесь в тигель, её отправляют на прокаливание над горелкой, операция проходит до постоянной массы.

Далее смесь угля и серы отправляют в муфельную печь, где их прокаливают при температуре большей, чем температура самовоспламенения угля, но меньше, чем температура самовоспламенение серы. Такая температура, примерно, составляет 400⁰С. Углерод сгорает до диоксида, а сера остаётся. Далее её охлаждают и измеряют массу, а массу угля находят вычитая массу серы из навески твёрдых веществ.

6.4 Методы установления сроков годности

Для установления гарантированных сроков хранения пиротехнических изделий могут использовать результаты после испытаний длительного хранения или ускоренных климатических испытаний, а так же экспертные данные оценки на основе анализа данных по изделиям-аналогам.

Испытания, связанные с длительным хранением, проводят в строго установленных условиях, соответствующих специально оформленной программе данного вещества.

Суть ускоренных климатических испытаний заключается в том, что пиротехнический состав ускоренно состаривают при действии различных внешних факторов, например, повышенная температура или влажность [11]. Подобные операции проводятся в установленном порядке программы. Температурный диапазон испытаний должен быть не ниже -50⁰С и не выше 60⁰С.

Расчёт времени ускоренного старения проводят по формуле:

Где Т_у , τ_у  - температура (К), продолжительность (ч), относительная влажность (%) ускоренных испытаний;

τ_i – продолжительность сочетания относительной влажности воздуха в интервалах 5% (𝜑_i) и температуры в интервалах 5⁰С T_i за год в реальных условиях хранения;

Е – температурный коэффициент

R – универсальная газовая постоянная

n – число градиций Т_i , τ_i  за год хранения при эксплутации в реальных условиях

H – число лет, устанавливаемого или продлеваемого гарантийного срока или срока годности

6.5 Метод измерения температуры поверхностей пламени пиротехнических изделий

По данному методу проводят измерения и расчеты, позволяющие установить распределение яркостных температур на поверхности излучающего объекта, визуализируемого инфракрасной камерой. Объектом определения полей яркостных температур являются возникающие при горении ПС тепловые зоны: пламени и корпуса ПИ. В основу метода положен принцип зависимости интенсивности теплового излучения объекта от температуры его поверхности.

Пировидиконная инфракрасная камера – это прибор, который дистанционно, бесконтактно и автономно преобразует измеряемое тепловое излучение в инфракрасной области спектра в видеосигнал со сканированием по полю излучающего объекта в телевизионном стандарте. Перевод яркости изображения в распределение температур осуществляется посредством градуировки по излучению абсолютно черного тела (АЧТ) с помощью пакета программ для обработки изображений.

Метод обеспечивает измерение полей яркостных температур, значения которых составляют от 20°С до 2400°С, на поверхности нагретых объектов.

Относительная погрешность метода зависит от верхней и нижней границ диапазона, определяемых яркостных температур, режима измерения. Она составляет от ±10% (для верхней границы диапазона температур) до ±35% (для нижней границы).

Заключение

За многовековую историю человечество придумало немало гениальных изобретений и вещей.

Одним из таких них было открытие пороха и других взрывчатых веществ. Пиротехника служила человеку в самых различных интересах: в военных, в гражданских и в развлекательных целях. С её помощью строились и разрушались государства, улучшалась жизнь людей и она становилась немного красивее и радостнее.

В ходе написания работы были выполнены все вышестоящие задачи. Изучив историю данных веществ, их применение и изготовление, а так же обзор процессов, которые происходят с ними, можно придти к выводу, что исследование и анализ – это важная составляющая при изучении чего-либо. Перед практическим применением нового изобретения крайне важно знать его свойства и характеристики, а так же правила эксплуатации в тех или иных условиях

Список использованных источников

1. Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в химии / Азимов А.; пер. с англ. Стихова О. – М.: Мир, 2015. – 104 с.
2. Золотов Ю. А. Очерки истории аналитической химии / Золотов Ю. А. – М.: Техносфера, 2018. – 256 с.
3. Булатов М. И. Аналитическая химия. Методы идентификации и определения веществ: учебник / Булатов М. И., Ганеев А. А., Дробышев А. И. и др. – СПб, М., Краснодар: Лань, 2019. – 411 с.
4. Вершинин В. И. Аналитическая химия / Вершинин В. И., Власова И. В., Никифорова И. А. – СПб, М., Краснодар: Лань, 2017. – 546 с.
5. Барбалат Ю. А. Основы аналитической химии: практическое руководство / Барбалат Ю. А., Гармаш А. В., Моногарова О. В. и др. – М.: Лаборатория знаний, 2018. – 272 с.
6. Рыжов К. В. 100 великих изобретений / Рыжов К. В. под редакцией Смирнова Н. М. – М.: Вече, 2015. – 241 с.
7. Курамшин А. Жизнь замечательных веществ / Курамшин А. – М.: Издательство Аст, 2018. – 399 с.
8. Бирюков М. Всех взрывчаток командир / М. Бирюков //Оружие : журнал. — 2016. — № 05. — С. 51
9. А. А. Шидловский. Основы пиротехники. Издание четвёртое переработанное и дополненное / А. А. Шидловский. – М.: Ёё Медиа, 2012. – 343 с.
10. Батурова Г.С Теоретические основы пиротехники / Г.С. Батурова –Казань: – Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2017. – 209 с.
11. Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации [Электронный ресурс]: АО «Кодекс». – М.: АО «Кодекс», 2016– . – Режим доступа к журналу: http://docs.cntd.ru/document/1200028094. – 17.05.2019.