Теплофизические характеристики материала пороха в этой зоне являются только функциями температуры

ЗОНА ПИРОЛИЗА. При температуре порохового зерна, превышающей, начинают протекать необратимые реакции термического разложения (пиролиза) материала. Эти реакции являются суммарно слабоэкзотермическими. Эти реакции охватывают очень тонкий (порядка 50-200 микрон) слой материала. Химическое разложение пороха в зоне пиролиза сопровождается образованием дымо-газовой конденсированной горючей смеси NO2. В связи с чем эту зону называют зоной физико-химических реакций в конденсированной фазе (К-фазой).

Конденсированные продукты с определенной скоростью перемещаются во внешнюю среду, величина которой определяется скоростью естественной и вынужденной диффузии.

ПАРО-ГАЗО-ДЫМНАЯ ЗОНА. Первичные продукты разложения, попадая во внешнюю среду, начинают взаимодействовать друг с другом. Характер такого

взаимодействия, как показали опыты по горению порохов, зависит от давления:

а) при Р<2 мм ртутного столба разложение пороха протекает безпламенно;

б) при 2<Р <10 мм ртутного столба имеет место холодно-пламенное горение, когда в темноте наблюдается свечение сине-голубого цвета;

в) при Р>10 мм ртутного столба имеет место двухпламенное (синежелтое) свечение.

Горение пороха при низких давлениях сопровождается образованием большого количества аэрозольных частиц - дыма, что и является причиной образования дымо-газовой горючей смеси.Так, при давлении меньше 2 мм ртутного столба горение пироксилинового пороха сопровождается образованием до 70 % дыма от веса навески, при давлении 20 мм ртутного столба - до 50 % и при давлении100 мм ртутного столба - до 30 % дыма. Эти исследования показывают, что бездымный пироксилиновый порох при горении в условиях низких давлениий может рассматриваться как дымный.

С увеличением давления границы зоны размываются, она становится все тоньше и при давлениях выстрела ее размеры настолько малы, что влиянием паро-газо-дымной зоны можно пренебречь.

ТЕМНАЯ ЗОНА

Первичные продукты разложения в виде NO2 и радикалов вида RCHO взаимодействуют друг с другом с суммарно экзотермическим эффектом,

что приводит к постепенному повышению температуры газа в этой зоне до, 1100-1400 K, т.е. имеет достаточно низкое значение по сравнению с температурой горения пороха, а поэтому рассматриваемая зона и получила название "ТЕМНАЯ". При горении пороха при давлениях меньше 1.1 Мпа существует только "темная" зона. Ширина низкотемпературной зоны зависит от давления и она она может составлять от нескольких мм (низкие давления) до десятых долей мм (при 7 Мпа). При дальнейшем увеличении давления эта зона постепенно вырождается.

Образовавшаяся окись азота при низких давлениях (порядка 2 МПа) и низких температурах(1100-1400 К) является стабильным веществом из-за низкой скорости разложения. Это приводит к ослаблению взаимодействия продуктов газификации и, как следствие этого, к появлению на температурной кривой плато. Реакция может интенсифицироваться лишь после накопления большого количества активных центров, чему способствует, например, повышение давления. Такое возобновление протекания химических реакций приводит к появлению зоны пламени.