INCREASE OF THE STABILITY OF THE PROCESS OF PYROTECHNIC MIXTURES COMBUSTION THROUGH THE ADDITION OF ORGANIC SUBSTANCES

Authors

DOI:

https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2022.263233

Keywords:

pyrotechnic mixtures, organic substances, burning speed, stability of the burning process, external influences

Abstract

Ignition and subsequent fire-hazardous destruction of products are usually preceded by external thermal effects to which they are subjected. This leads to premature ignition and explosive development of burning charges based on compacted mixtures of oxidizing powders and metal combustibles and further fire-hazardous destruction. Prevention of forced fire-hazardous destruction of products in the event of external thermal effects becomes of significant practical importance. Prevention methods should be based on studies of the development processes of the combustion of pyrotechnic mixture charges in various external conditions. Prevention of forced fire-hazardous destruction of products in the event of external thermal effects acquires significant practical importance. Prevention methods should be based on studies of the development processes of the combustion of pyrotechnic mixture charges in various external conditions. Currently, the issue of the influence of various technological parameters and external conditionson the processes of development of combustion of two-component pyrotechnic mixtures has been sufficiently investigated. However, there are no systematic studies of the influence on the combustion process of the indicated mixtures of additives of various organic substances, which, as shown by separate studies for paraffin, stearin, naphthalene, anthracene additives, not only contribute to the improvement of the technology of manufacturing their charges, but also lead to a slowdown in the combustion process of the mixtures with further its stabilization. The purpose of the work is to establish the regularities of the influence of additives of various organic substances in the composition of pyrotechnic mixtures of oxidizing powders and metal fuels on the speed and stability of the development of their combustion. A wide class of organic substances has been established, the introduction of which in the form of small additives (up to 10%) into the composition of pyrotechnic mixtures based on powders of metalfuels and oxidizers leads to a decrease in the speed and increase in the resistance of their combustion process to external influences (increased heating temperatures, external pressures) for different ranges of changes in technological parameters of mixtures (ratio and dispersion of components, compaction coefficient). With a decrease in the coefficient of excess oxidant in the mixture, the dependence of the burning rate on the amount of the additive increases, regardless of its dispersion. Additions of stearin and thiocol in the mixture of Al + NaNO3 and Zr + NaNO3, on the contrary, lead to an increase in the burning rate of these mixtures, which is due to an increase in the reactivity of Al and Zrin the presence of gaseous decomposition products of stearin and thiocol at elevated heating temperatures, which contribute to a sharp decrease in ignition temperature of metal fuel particles and lead to a decrease in the stability of the combustion process of mixtures, especially under conditions of increase dexternal pressure (an increase in the index in the combustion law with an increase in the amount of the additive).

Author Biographies

Ye.P. Kyrychenko, Cherkasy Institute of Fire Safety name after Chornobyl Heroes of National University of Civil Defense of Ukraine

Adjunct'

V.M. Gvozd, Cherkasy Institute of Fire Safety named after Chornobyl Heroes of National University of Civil Defense of Ukraine

Head of Cherkasy Institute of Fire Safety named after Chornobyl Heroes of National University of Civil Defense of Ukraine

O.V. Kyrychenko, Cherkasy Institute of Fire Safety name after Chornobyl Heroes of National University of Civil Defense of Ukraine

Head of the department of fire prevention work

V.O. Kovbasa, Cherkasy Institute of Fire Safety name after Chornobyl Heroes of National University of Civil Defense of Ukraine

Adjunct

V.A. Vaschenko, Cherkasy State Technological University

Head of the Department of Fundamental Disciplines and Applied Materials Science

T.I. Butenko, Cherkasy State Technological University

Associate Professor, Department of Fundamental Disciplines and Applied Materials Science

V.V. Tsybulin, Cherkasy State Technological University

Lecturer, Department of Fundamental Disciplines and Applied Materials Science

References

Звіт про науково-дослідну роботу "Дослідження тенденцій і закономірностей динаміки основних показників статистики пожеж в Україні за територіальним принципом", УкрНДІЦЗ, Київ, 2018.

O. V. Kyrychenko, O. S. Dibrova, R. B. Motrichuk, V. A. Vashchenko, and S. O. Kolinko, "Investigation of ignition and combustion of particles of aluminum and magnesium alloys in the decomposition products of solid pyrotechnic fuels", Scientific Bulletin: Civil Protection and Fire Safety, no. 2 (8), pp. 81-85, 2019.

О. В. Кириченко, О. С. Діброва, Р. Б. Мотрічук, Є. О. Тищенко, та В. В. Цибулін, "Визначення допустимих режимів нагріву піротехнічних сумішей при їх експлуатації", Вісник Черкаського державного технологічного університету, № 2, с. 5-11, 2018.

О. С. Діброва, O. B. Кириченко, Р. Б. Мотрічук, та В. А. Ващенко, "Підвищення пожежної безпеки піротехнічних нітратно-металевих сумішей в умовах зовнішніх термічних дій", Internauka, № 5/5799, 2020. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.internauka.com

О. С. Діброва, О. В. Кириченко, Р. Б. Мотрічук, та В. A. Ващенко, "Закономірності впливу технологічних параметрів на пожежну безпеку піротехнічних нітратно-титанових сумішей в умовах зовнішніх термічних дій", Internauka, № 5/5798, 2020. [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://www.internauka.com

О. В. Кириченко, О. С. Діброва, Р. Б. Мотрічук, "Вплив технологічних параметрів на залежності швидкості розвитку процесу горіння піротехнічних сумішей", на XI Міжнар. наук.-практ. конф. Теорія і практика гасіння пожеж та ліквідації надзвичайних ситуацій, Черкаси: ЧІПБ ім. Героїв Чорнобиля, 2020.

Р. Б. Мотрічук та ін., "Закономірності впливу технологічних параметрів та зовнішніх чинників на температуру та склад продуктів згоряння піротехнічних нітратно-металевих сумішей", Вісник Черкаського державного технологічного університету, № 4, с. 131-142, 2020.

Є. П. Кириченко, В. М. Гвоздь, В. А. Ващенко, О. В. Кириченко, О. О. Дядюшенко, та В. П. Мельник, "Закономірності впливу технологічних параметрів і зовнішніх чинників на температуру займання та час згоряння частинок магнію та алюмінію в продуктах розкладання оксидів металів", Цивільний захист та пожежна безпека, № 2 (12), c. 112-122, 2021.

Є. П. Кириченко, "Дослідження процесів зовнішніх термоударних дій на піротехнічні металооксидні вироби в умовах пострілу та польоту", Пожежна безпека: теорія і практика: зб. наук. праць ЧІПБ ім. Героїв Чорнобиля, т. 5, № 2, c. 87-102, 2021.

V. V. Kovalyshyn, V. M. Marych, Y. M. Novitskyi, В. M. Gusar, V. V. Chemetskiy, and O. L. Mirus, "Improvement of a discharge nozzle damping attachment to suppress fires of class D", Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 5 (95), pp. 68-76, 2018.

В. М. Фатєєв, Ю. П. Приходько, та Л. І. Таборов, Піротехніка. Київ, Україна: Наук. думка, 2017.

В. М. Баланюк, Н. М. Козяр, та О. І. Гарасим’юк, "Застосування газоаерозольно-порошкових вогнегасних сумішей для захисту від запалювальних сумішей", Science Rise, № 2 (22), c. 11-14. 2016.

В. М. Марич, В. В. Ковалишин, та Я. Б. Кирилів, "Оптимізація складу вогнегасних порошків для гасіння магнію",

на Міжнар. наук.-практ. конф. Теорія і практика гасіння пожеж та ліквідації надзвичайних ситуацій, Черкаси, 2018.

В. В. Ковалишин, В. М. Марич, Т. М. Войтович, та Б. М. Гусар, "Використання екологічно прийнятних вогнегасних речовин", на Міжнар. наук.-практ. конф. Екологічна безпека як основа сталого розвитку суспільства. Європейський досвід і перспективи, ДУБЖД, 2018.

В. М. Марич, В. В. Ковалишин, та Я. Б. Кирилів, "Дослідження хімічних речовин як складників вогнегасних порошків для гасіння магнію та його сплавів", на Міжнар. наук.-практ. конф. Теорія і практика гасіння пожеж та ліквідації надзвичайних ситуацій, Черкаси, 2017.

O. Dibrova, О. Kyrychenko, R. Motrychuk, M. Tomenko, and V. Melnyk, "Fire safety improvement of pyrotechnic nitrate-metal mixtures under external thermal conditions", Technology audit and production reserves, no. 1/1(51), pp. 44-49, 2020.

О. В. Кириченко та ін., "Визначення критичних режимів розвитку процесів горіння піротехнічних нітратно-металевих сумішей в умовах зовнішніх термічних дій", Вісник Черкаського державного технологічного університету, № 2, c. 123-133, 2020.

Published

2022-10-21

How to Cite

Kyrychenko, Y., Gvozd, V., Kyrychenko, O., Kovbasa, V., Vaschenko, V., Butenko, T., & Tsybulin, V. (2022). INCREASE OF THE STABILITY OF THE PROCESS OF PYROTECHNIC MIXTURES COMBUSTION THROUGH THE ADDITION OF ORGANIC SUBSTANCES. Bulletin of Cherkasy State Technological University, (3), 73–83. https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2022.263233

Issue

Section

Chemical Technologies and Engineering, Environmental Safety

URN