Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

На основании полученных результатов в основу проектиро­ вания был взят цилиндрический винт с постоянной или малоизменяющейся по длине глубиной канала.

Глубина канала была определена по результатам реологиче­ ских исследований штатных и новых порохов и расчета напорности и объемного расхода противотока в соответствии с ранее приведенными выражениями.

Графики для расхода противотока Q„, кг/час и напорности

кгс/см! см в зависимое™ от глубины канала приведены

д Z

на рис. 171 и 172. Напорность винтов на штатных составах НМФ-2, РСТ-4К, РАМ-10К и пр. существенно выше, чем для порохов типа РТГ-25 и БП-10. Несмотря на быстрое падение ее с увеличением глубины, она остается достаточно высокой даже для глубины 3 см. У новых составов при увеличении глубины более 1,5...2 см она падает до уровня ниже 1,5...1,0 кгс/см2-см.

35 8

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Л, см

Рис. 172. Зависимость напорности от глубины канала для различных со­ ставов:

1 - типа РАМ; 2 - РСТ-4К; 3 - НМФ-2; 4 - типа РТГ; 5 - БП-10

При градиенте давлений 1 кгс/см2*см для преодоления со­ противления пресс-инструмента (до 300 кгс/см2) потребовалась бы длина напорной части канала 3 м. Это привело бы в свою очередь при длительном времени пребывания пороха в зоне интенсивных сдвиговых деформаций к значительным тепловы­ делениям и разогреву пороха.

Что касается противотока, то на этих порохах именно вследствие низкого градиента давлений он незначителен. Оп­ ределяющим фактором при выборе глубины канала в данном случае является напорность винта. Для штатных порохов, на­ против, достаточен запас по напорности, но с увеличением глубины возрастает значительно расход противотока. Поэтому выбор глубины канала винта должен производиться с учетом и этого важного в данном случае фактора.

Таким образом, глубина канала, определяющая важнейшие характеристики винта, должна выбираться с учетом реологиче­

ских свойств пороха. Анализ по напорности и расходу обрат-

д Р

ного потока с построением графиков функций — , Qp, Q5, к,

о Z

359

п = Ah) позволяет определить оптимальную глубину нарезки винта, который может стабильно работать при прессовании исследуемых порохов.

составляет для штатных составов — 100 см по оси канала (27,6 см — по оси пресса), для порохов типа БП-10

иРТГ-25 — 150 см (30 см по оси пресса при <р = 12°). Ширина канала винта определяется из критического сече­

ния, ниже которого обеспечиваются безопасные условия прес­ сования, дающие разрыв детонационной волны или по экс­ тенсивности, или по интенсивности.

Важнейшим параметром винта является степень сжатия, которая определяется из выражения (4.117). Входящие в это уравнение члены значительно изменяются как для различных составов, так и в процессе работы на одном и том же составе, в особенности это касается таких коэффициентов как (сте­ пень заполнения межвиткового объема) и d (насыпная плот­ ность). Если величины, входящие в числитель, расчетные (расход противотока и утечек), то знаменатель содержит пара­ метры, определяемые экспериментально.

Насыпная плотность зависит от работы практически всех предыдущих фаз переработки, начиная от вальцевания и кон­ чая таблетированием. Кроме того, она зависит от реологиче­ ских свойств пороха и удельной силы внешнего трения. Так же как и коэффициент \|/ь на нее значительно влияют и такие «мелочи» производственного процесса, как острота лезвия но­ жа таблетирующего аппарата и зазор между барабаном аппара­ та и ножом.

Поэтому расчет производительности загрузочной зоны вин­ та может быть проведен на основе экспериментальных значе­ ний у ь щ и d.

С этой целью была проведена серия экспериментов непо­ средственно на работающем в опытном производстве прессе по определению производительности пресса в различных усло­ виях. В табл. 32 приведены результаты этих экспериментов

360

ON

сит от числа оборотов винта в пределах от 1 до 3, что, по всей вероятности, объясняется хорошей сыпучестью полуфаб­ риката.

Данные по производительности напорной части винта по­ казывают, что сумма расхода противотока и утечек составляет 10...15% от расхода прямого потока. Причем, на составах типа РСТ-4К потери производительности незначительно изменяют­ ся с оборотами винта, на составах типа ВИК-2Д удельные по­ тери производительности с ее увеличением возрастают. Расчет­ ные потери по пороху РСТ-4К (35...50 кг/час) близки к экспе­ риментальным.

По результатам проведенных исследований коэффициент сжатия, рассчитанный по уравнению (4.117), находится в пре­ делах 1,7...2,2 и является, следовательно, величиной непосто­ янной и зависящей от условий работы. Колебание производи­ тельности загрузочной зоны пресса создает условия недостатка или избытка питания напорной зоны пресса и, тем самым, существенно ухудшает ее работу.

Стабилизация качества порохового полуфабриката по на­ сыпному весу и сыпучести достигается усовершенствованием аппаратов предыдущих фаз (особенно ПКТ).

При проектировании пресса для новых составов была вы­ брана степень сжатия по верхнему пределу полученных экспе­ риментальных данных (2,0...2,1) с тем, чтобы исключить «недопитку» пресса и снизить скорости деформаций в прессую­ щей зоне. Правда, в случае высокой насыпной плотности это приводит к некоторой потере напорности за счет избытка пи­ тания в прессующей зоне винта. Однако это не приведет к дополнительным тепловыделениям вплоть до достижения критических условий работы пресса (до момента влияния прессующей зоны на загрузочную).

Таким образом, были теоретически и экспериментально обоснованы геометрические параметры винта пресса, чертеж которого представлен на рис. 173.

Коротко остановимся на некоторых конструктивных осо­ бенностях пресса ПСВ, имеющего расчетную производитель­ ность 650 кг/час, выполненного из стальных корпуса и винта. Винт цилиндрический диаметром 249,3 мм имеет спираль­ но-винтовую нарезку в зоне переходных плотностей и спи­ рально-винтовую головку, предназначенную для создания по­

362