Удовлетворительно формула работает только, если искомая температура не превышает 2000…2500 °C, что недостаточно для большинства пиротехнических составов.
Определение реальной температуры горения расчетным путем достаточно сложная задача, так как приходится принимать множество допущений. Ричардс и Комтон установили, что для большинства простых веществ справедливо соотношение:
Qs/Ts = 0,002…0,003
где Qs — теплота плавления [ккал/г∙атом],
Ts — температура плавления [°К].
Однако, эта зависимость достаточно точна не для всех простых веществ.
Скрытая теплота плавления также может быть вычислена по эмпирической формуле А. А. Шидловского:
Qs/Ts = 0,002n где n — число атомов в молекуле соединения.
Скрытая теплота испарения вещества не является неизменной, а, как правило, уменьшается с повышением температуры, при которой происходит испарение.
Зависимость между теплотой кипения QR [ккал/моль] и температурой кипения жидкости при 760 мм. рт. ст. TR [°К] выражается формулой Трутона:
Qr/Tr = 0,02n или по эмпирической формуле Шидловского:
Qr/Tr = 0,011n где n — число атомов в соединении
Относительно теплоемкости жидких веществ при температурах выше 1000 °C указать определенные закономерности затруднительно, известно, что теплоемкость жидкого вещества больше его теплоемкости в твердом состоянии.
Для простых твердых веществ при температурах выше 1000 °C можно считать, согласно Дюлонгу и Пти, что их грамм-атомная теплоемкость есть величина постоянная и равна приблизительно 6,4 кал/°С.
Для соединений в жидком состоянии при высокой температуре, в известной мере, справедливо экспериментальное правило Неймана-Коппа, согласно которому теплоемкость такого соединения равняется сумме атомных теплоемкостей составляющих его элементов.
Из сказанного ясно, что точное определение температуры горения расчетным путем достаточно проблематично и, в большинстве случаев, не имеет смысла, так как, во-первых, более надежно эта температура определяется экспериментально, а, во-вторых, может быть прикинута пиротехником на основании уже известной температуры горения исследованных составов.
Для ракетных топлив, естественно, требуется высокая точность расчета температуры горения и других характеристик продуктов горения, в этом случае выполняются компьютерные расчеты, при которых учитываются процессы диссоциации и испарения продуктов горения. Однако, поскольку основной характеристикой ракетных топлив является величина удельной тяги, точно измеряемой экспериментально, такие расчеты интересны только как метод теоретического анализа новых топлив.
В таблице 12 приведены температуры горения составов основных специальных эффектов горения.
Таблица 12. Назначение составов и максимальная температура в пламени
Составы ∙ Максимальная температура в пламени [°С]
Фотоосветительные ∙ 2500...3500
Осветительные и трассирующие ∙ 2000…2500
Зажигательные (с окислителем) ∙ 2000...3500
Ракетные (ТРТ) ∙ 2000…2900
Составы сигнальных огней ∙ 1200…2000
Дымовые ∙ 400…1200
ВВ (температура продуктов взрыва) ∙ 1200...4300
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ К ТЕПЛОВЫМ, МЕХАНИЧЕСКИМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ
Под начальным импульсом подразумевается то минимальное количество энергии, которое необходимо для возбуждения реакции в пиротехническом составе. Чем меньше начальный импульс возбуждения реакции, тем чувствительнее состав к внешним воздействиям.
Для надежного воспламенения пиротехнического состава, в большинстве случаев, пользуются тепловым начальным импульсом. При работе с фотосмесями, некоторыми зажигательными составами (например, термобарическими) и при запуске пиротехнических самоликвидаторов различных систем в качестве начального импульса используют воздействие взрыва ВВ и этим сознательно вызывают взрыв в пиротехническом составе.
Испытание на чувствительность пиротехнических составов имеет целью предотвратить их несанкционированное воспламенение или взрыв либо найти правильные приемы воспламенения или взрыва, гарантирующие получение от состава необходимого специального эффекта.