МОДЕЛЬ МАСОПЕРЕНОСУ, ДЕЯКІ ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ОСНОВНІ ПАРАМЕТРИ АПАРАТУ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦІЇ НІТРОЦЕЛЮЛОЗНИХ ПОРОХІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2024.2.04Ключові слова:
нітроцелюлоза, перекис водню, модель масоперенесення, модель молекулярної дифузії, коефіцієнт використання реагенту, автокаталітична реакція, пороховий елемент, апарат регенераціїАнотація
Стабільність нітроцелюлози відіграє вирішальну роль при встановленні терміну її експлуатації. В результаті фізико-хімічних процесів взаємодії азоту та його сполук з хімічними елементами та сполуками, що знаходяться у навколишньому середовищі, азотна та азотиста кислоти негативно впливають на нітроцелюлозу. Цим обумовлено падіння її енергетичної цінності.
Аналіз досліджень показав можливість відновлення властивостей порохових зарядів на основі нітроцелюлози шляхом обробки перекисом водню. Однак не наведено процес проведення регенерації порохових зарядів у промисловому масштабі для отримання найкращого ефекту.
Приведено рівняння матеріального балансу і модель масоперенесення молекулярної дифузії. Для оцінки ступеня сорбції водню нітроцелюлозою введений показник – коефіцієнт використання реагенту. Він показує, яка частка речовини з перекису для цієї концентрації приєдналася до нітроцелюлози.
Представлені фактори, що впливають на енергетичні характеристики нітроцелюлози. Визначено, що на найбільш тривалому етапі життєвого циклу нітроцелюлозних порохів – етапі зберігання, основними факторами, які визначають стійкість порохів, є: їх склад, якість вихідних матеріалів, спосіб виробництва, домішки в пороху, умови зберігання. Вказано, які зміни і процеси відбуваються у шарах нітроцелюлозних порохових елементів.
Розглянуто процес масоперенесення азоту з глибинних шарів порохового елемента до його поверхні шляхом молекулярної дифузії.
У складі комплексної проблеми експлуатації порохових зарядів розглядається математична модель дифузійного масоперенесення для визначення вмісту азоту в залежності від часу та з урахуванням впливу температури зберігання. Ця модель представляє практичний інтерес для створення промислового апарату та визначення його основних конструктивних розмірів та продуктивності.
За результатами експериментального дослідження визначений коефіцієнт масоперенесення та площа поверхні, що бере участь у процесі регенерації.
Представлена схема технологічного процесу регенерації нітроцелюлозних порохових зарядів та елементи конструкції апарату.
Посилання
Rohovyn Z.A. Khymyya nytrotsellyulozy. M.: Khymyya, 1972. 520 p.
Anipko O.B., Baulin D.S., Horyelyshev S.A. Herontolohichni vlastyvosti porokhovykh zaryadiv boyeprypasiv ta yikh vplyv na pokaznyky zhyvuchosti striletsʹkoyi zbroyi: Monohrafiya. Kharkiv: NА NHU, 2019. 119 p.
Anypko O.B., Busyak Yu.M. Vnutrennyaya ballystyka stvolʹnykh system pry prymenenyy boeprypasov dlytelʹnykh srokov khranenyya. Monohrafyya. KH.: AVV MVD Ukrayny, 2010. 128 p.
Oleg Anipko, Dmitro Baulin, Stanislav Horielyshev, Igor Boikov, Yurii Babkov, Oleksandr Oleksenko, Halyna Misiuk, Volodymyr Kutsenko, Mykhailo Ivanets, Valerii Voinov Study Of The Nitrocellulose Gunpowder Regeneration Process Using Hydrogen Peroxide. EUREKA: Physics and Engineering, 2023, № 5(43), P. 3–13.
Baulin D.S. Nytrotselyulozni porokhovi zaryady tryvalykh terminiv ekspluatatsiyi: problemni zadachi ta yikh mozhlyvi rishennya // Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya. 2021. №4. P. 33–45.
Verteletskyy V.F. Prohnozyrovanye yzmenenyya fyzyko-khymycheskykh svoystv porokhovoho zaryada y nachalʹnoy skorosty 30 mm artylleryyskykh boeprypasov morskoy nomenklatury // Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya. 2012. №2. P. 24–31.
Anypko O.B., Khaykov V.L. Analyz metodov otsenky sostoyanyya porokhovykh zaryadov kak élement systemy monytorynha artylleryyskykh boeprypasov // Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya. 2012. №3. P. 60–71.
Anipko O.B., Baulin D.S. Analitychna hipoteza dlya obgruntuvannya pryntsypovoyi mozhlyvosti reheneratsiyi nitrotselyuloznykh porokhiv pislya tryvaloho zberihannya perekysom vodnyu // Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya. 2022. №4. P. 65–72.
Anypko O.B. Rezulʹtaty éksperymentalʹnoho yssledovanyya vozdeystvyya perekysy vodoroda na nytrotsellyuloznye vysokomolekulyarnye soedynenyya // Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya. 2014. № 2. P. 50–55.
Baulin D.S. Metodyka provedennya eksperymentalʹnoho doslidzhennya shchodo vidnovlennya kharakterystyk piroksylinovykh porokhiv // Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya. 2022. №3. P. 30–41.
Anypko O.B., Khaykov V.L. Tsvetometryya porokhovykh élementov metatelʹnykh zaryadov artylleryyskykh boeprypasov // Artylleryyskoe y strelkovoe vooruzhenye. 2011. №1.
P. 28–35.
Anipko O.B., Baulin D.S., Biryukov I.YU., Hunʹko O.O. Prohnozuvannya zmin balistychnykh kharakterystyk postriliv rozdilʹno-hilʹzovoho zaryadzhannya iz zaryadam tryvalykh terminiv ekspluatatsiyi // Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennya. 2022. №1. P. 52–62.
Honcharenko P.D. Yntehralʹnaya popravka v nachalʹnuyu skorostʹ na yznos stvola y herontolohycheskye yzmenenyya porokhovoho zaryada // Zbirnyk naukovykh pratsʹ Akademiyi viysʹkovo-morsʹkykh syl im. P.S. Nakhimova. 2011. №1 (5). P. 11–14.
Anypko O.B., Byryukov Y.YU., Baulyn D.S. Modelʹ massoperenosa pry khranenyy porokhovykh zaryadov s uchetom yzmenenyya temperatury okruzhayushchey sredy // Zbirnyk naukovykh pratsʹ KHUPS im. I Kozheduba. 2006. №2 (8). P. 50–54.
Anypko O.B., Khaykov V.L. Ékspress-metod otsenky sostoyanyya porokhovykh metatelʹnykh zaryadov dlya analytycheskoho modulya systemy monytorynha boeprypasov // Zbirnyk naukovykh pratsʹ Akademiyi viysʹkovo-morsʹkykh syl im. P.S. Nakhimova. 2012. №2 (10). P. 6–18.
Horst A.H. Porokha y vzryvchatye veshchestva. M.: Mashynostroenye. 1972. 208 p.
Zelenskyy V.P. Ékspluatatsyonnye svoystva porokhov y zaryadov. Penza: PVAYU. 1975. 358 p.
Shahov YU.V. Vzryvchatye veshchestva y porokha. M.: Voenyzdat. 1976. 120 p.
Kasatkyn A.H. Osnovnye protsessy y apparaty khymycheskoy tekhnolohy. Uchebnyk dlya vuzov. 10-e yzd., stereotypnoe, dorabotannoe. M.: OOO TYD “Alʹyans”, 2004. 753 p.
Osnovy enerhotekhnolohiyi promyslovosti : pidruchnyk / L.L. Tovazhnyansʹkyy, O.B. Anipko, V.A. Malyarenko i dr. KH.: Vydavnychyy tsentr NTU “KHPI”, 2002. 436 p.
Anypko O.B., Boryyusk M.D., Klymov V.F. Tekhnycheskaya termodynamyka y teploperedacha v kompaktnykh teploobmennykakh transportnykh mashyn : Monohrafiya. KH.: NTU “KHPY”, 2006. 243 p.
