Рис. 142. Зависимость конечной влажности от плотности полуфабриката (состав РБФ, T = 383К, Рост = 5,3 КПа, 5 = 3,0...3,4 мм) для времени сушки:
1 - 15 с; 2 - 30 с; 3 - 60 с; 4 - 120с
1,38 |
1,42 |
1,46 |
1,50 |
|
1,54 р, г/см3 |
||
Рис. 143. Влияние плотности на скорость сушки |
(состав РБФ, T = 383К |
||||||
P O Ç T = |
5,3 |
КПа, |
Ô = |
3,0...3,4 |
мм): |
||
1 — 15 с; |
2 — |
30 |
с; |
3 — |
60 с; |
4 |
— 120 с |
291
Рис. 144. Влияние температуры на кинетику сушки (состав РБФ, Р ^
5,3 |
КПа, р = |
1,53 |
г/см3, |
5 = |
1,3мм): |
1 |
- 363К; |
2 - |
373К; |
3 - |
383К |
363 |
373 |
Т, К |
Рис. 145. Влияние температуры на скорость сушки (состав РБФ, Росг 5,3 КПа, р = 1,53 г/см3, 5 = 1,3мм):
1 - 15 с; 2 - 30 с; 3 - 60 с; 4 - 120с
292
w , %
|
30 |
60 |
90 |
т, c |
|
Рис. 146. Влияние |
глубины вакуума на кинетику сушки (состав БП, Т = |
||||
|
378К, р = |
1,6 |
г/см3, 5 = 5,0 мм): |
|
|
1 - |
40КПа; |
2 - |
21,ЗКПА; 3 - |
5,ЗКПа |
|
Рис. 147. Влияние остаточного давления на скорость сушки (состав БП, T = 378К, р = 1,6 г/см3, 5 = 5,0 мм):
1 - 15 с; 2 - 30 с; 3 - 60 с; 4 - 120 с
293
тивные факторы: резкое увеличение сопротивления фильеры при уменьшении размера полуфабриката, а также значитель ный рост градиента давления во времени продуктов сгорания топлива при повышении пористости массы.
На рис. 144—147 представлены кинетические кривые суш ки для различных начальных температур и степени разреже ния, показывающие большое влияние того и другого парамет ра на скорость процесса.
4.3.2.4 Аутогезия
При формовании зарядов шнековыми прессами с исполь зованием раструбного диффузорно-конфузорного пресс-инст румента необходимо решить две задачи:
— |
получить заданную форму заряда; |
— |
обеспечить необходимую прочность аутогезионного |
шва. |
|
Под аутогезией понимается когезионное взаимодействие на границе спрессовываемых в монолитную массу пороховых эле ментов. Аутогезия, определяемая конкретными условиями гра ничного взаимодействия, в идеальном случае достигает значе ния когезии; при неоптимальных условиях она, как правило, ниже, и это отличие может быть существенным.
При организации технологического процесса формования пороховых шашек баллиститного типа возникают две взаимопереплетающиеся задачи, имеющие целью повышение прочно сти пороха: увеличение сил когезии за счет оптимизации структуры массы при ее течении и аутогезии за счет реализа ции наилучших условий формирования аутогезионного шва.
Когезионное взаимодействие определяется химической природой композиции (тип пластификатора и его количество, тип и количество наполнителя) и технологическими условия ми формирования микроструктуры. В последнем случае имеет значение соотношение параметров течения (скорость сдвига и интегральная величина деформации) и релаксационных па раметров (времен запаздывания деформаций). Для каждого пороха имеется критическое значение скорости сдвига, зави сящее от температуры, выше которого структура пороха «раз рыхляется» вследствие недостаточности времени для рекомби нации межмакромолекулярных связей.
Это явление имеет особое значение при переработке высо копрочных порохов с густой сеткой физических (водородных) межмакромолекулярных связей.
294
Разработанная методика формования пороховых элементов в широком диапазоне скоростей сдвига и определения крити ческого значения последних позволяет обосновать требования к оборудованию и технологическим параметрам переработки топливных масс.
Разумеется, такая постановка исследований вызывается не полнотой и завершенностью изучения когезии, а, исключи тельно, причинами конструктивного плана:
— в производственном процессе качество продукции с точки зрения физико-механических свойств в первую оче редь зависит от аутогезии как макропроцесса, определяющего «сшивку» по наиболее слабым местам;
— более детальное изучение когезии, чем это было выпол нено ранее [131], связано с организацией тонких инструмен тальных исследований микроструктуры и не может, очевидно, дать быстрого практического результата.
Когезия является предметом самостоятельных исследова ний, не связанных непосредственно с производственным про цессом.
Аутогезия изучалась на двух экспериментальных установ ках, представленных на рис. 148а, б.
Первая установка ротационного типа основана на создании при вращении друг относительно друга двух кольцеобразных пороховых элементов определенного «теплосилового» поля, за даваемого четырьмя параметрами: скоростью сдвига, величи ной сдвига (перемещение одного кольца относительно друго го), давлением и температурой.
Экспериментальный диапазон изменения параметров: у =
Ю^-.ЛО1 с 1; у — неограничена; P — 0...12 МПа; Т — 323...373 К (относительная погрешность измерения — 7...10%).
Второй метод основан на прессовании пороховой массы из цилиндрической изложницы через конические элементы с из меняемой геометрией, формируемой из набора круглых пла стинок, вырезанных из порохового полотна. Как и в первой установке, меняются параметры: у = 10~2...102 с 1, у = 21nR/r,
Р < 50 МПа, Т = 323...373 К (относительная погрешность из мерения — 10...15%). Следовательно, возможности данной ус тановки по диапазону изменения параметров силового поля существенно большие. Кроме того, условия течения в данной установке ближе к реальным.
Однако в первом приборе влияние простого сдвига и дав ления может быть учтено в более чистом виде. Поэтому оба
295