BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ

ĐOÀN ANH PHAN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐẶC
TRƯNG NĂNG LƯỢNG VÀ ĐỘ BỀN CỦA THUỐC HỎA
THUẬT DÙNG CHO NGÒI ĐẠN CAO XẠ

Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
Mã số: 62 44 01 19

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội - 2017
Cô


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ


Công trình được hoàn thành tại:
Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng


3. Doan Anh Phan, Ngo Van Giao (2014), “Research effects of particle size
of antimony trisulfide on burning rate of pyrotechnic system including
potassium perchlorate, lead chromate, and nitrocellulose”, The 3rd Academic
conference on natural science for master and PhD students from ASEAN countries
11-15 November 2013. Phnom Penh, Cambodia, ISBN 798-604-913-088-5, P.
367-372.
4. Đoàn Anh Phan, Ngô Văn Giao, Đặng Văn Đường (2014), “Nghiên cứu
ảnh hưởng của cỡ hạt KClO4 đến tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật MC-2”
Tạp chí Hóa học và Ứng dụng, số 3/2014, trang 23-26.
5. Đoàn Anh Phan, Ngô Văn Giao (2014), “Nghiên cứu ảnh hưởng của cỡ
hạt KClO4 đến tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật MK” Tạp chí Nghiên cứu
Khoa học và Công nghệ Quân sự, Đặc san TPTN 14, tháng 10/2014, trang
154-159.
6. Đoàn Anh Phan, Ngô Văn Giao (2014), “Nghiên cứu ảnh hưởng của cỡ
hạt Sb2S3 đến tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật MK” Tạp chí Nghiên cứu
Khoa học và Công nghệ Quân sự, Đặc san TPTN 14, tháng 10/2014, trang
160-165.
7. Doan Anh Phan, Ngo Van Giao, Dang Van Duong (2016), “ effect of
composition on the burning rate of pyrotechnics”, The 4th Academic conference
on natural science for master and PhD students from ASEAN countries 15-18
December 2015. Bangkok, Thailand, ISBN 978-604-913-088-5, P. 262-272.


1
g

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong quân sự thuốc hỏa thuật được sử dụng làm thuốc mồi cho động
cơ tên lửa, thuốc mồi cháy cho các trụ giữ chậm, thuốc cháy chậm cho vành

phần đến đặc trưng năng lượng và tốc độ cháy thuốc hỏa thuật .
- Khảo sát quá trình phân hủy nhiệt của thuốc hỏa thuật.
- Khảo sát ảnh hưởng của độ bền chất kết dính nitroxenlulô và chất
phụ gia an định đến đặc trưng năng lượng và thời hạn bảo quản của thuốc
hỏa thuật.


2
g

- Khảo sát thuốc hỏa thuật được nén ép vào sản phẩm vành tự hủy
ngòi đạn cao xạ 37 mm và 57 mm.
4. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và đóng góp mới của luận án:
Kết quả nghiên cứu của luận án góp phần mở ra một hướng nghiên
cứu cơ bản về thuốc hỏa thuật và cách đánh giá chất lượng thuốc hỏa thuật.
Bên cạnh đó các kết quả đạt được cũng đóng góp thiết thực cho sự phát triển
của chuyên ngành hóa lý thuyết và hóa lý, góp phần chủ động trong việc chế
tạo các loại thuốc hỏa thuật có chất lượng tốt phục vụ công tác sản xuất ngòi
đạn và bảo quản được lâu dài.
* Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp rây sàng cỡ hạt, phương pháp đo thời gian cháy; các
phương pháp phân tích hóa lý hiện đại (nhiệt lượng cháy, nhiệt độ bùng cháy,
DTA, đo phân bố cỡ hạt, đo diện tích bề mặt riêng, EDX, sắc ký khí) và các
phương pháp gia tốc nhiệt ẩm khảo sát đánh giá thời hạn sử dụng.
* Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm ba chương, danh mục
tài liệu tham khảo và phụ lục.
Chương I: Tổng quan: Về thuốc hỏa thuật, phân tích đánh giá về tình
hình nghiên cứu trong và ngoài nước, các vấn đề liên quan, các nội dung cần
giải quyết trong luận án.

404EP của hãng NETZSCH..
2.2.5. Phương pháp xác định nhiệt lượng cháy sử dụng máy đo nhiệt lượng
PARR 1261, Mỹ.
2.2.6. Phương pháp xác định thể tích khí sinh ra khi cháy
2.2.7. Phương pháp xác định nhiệt độ bùng cháy trên thiết bị đo nhiệt độ
bùng cháy Tbc của Viện TPTN, Việt Nam.
2.2.8. Phương pháp xác định tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật.
2.2.9. Phương pháp đo thời gian cháy của ngòi đạn cao xạ.
2.2.10. Phương pháp thử nghiệm ảnh hưởng của hàm ẩm đến tốc độ cháy của
thuốc hỏa thuật, của hãng Binder, Đức.
2.2.11. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của độ bền nhiệt, ẩm đến tốc độ
cháy của thuốc hỏa thuật.
2.2.12. Phương pháp gia tốc nhiệt ẩm đánh giá độ bền và dự báo thời hạn bảo
quản.
2.2.13. Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của độ bền cơ lý đến thời gian cháy
của ngòi đạn cao xạ.
2.2.14. Xử lý các số liệu thực nghiệm
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tính toán hệ thuốc hỏa thuật
3.1.1. Tính cân bằng ôxy của hệ thuốc
Trên cơ sở phần mềm REAL đã lựa chọn được tỷ lệ thành phần cho hệ
thuốc hỏa thuật hệ MC-2 và hệ MK-37 như sau:
MC-2
MK-37
1. KClO4 : 5 %
1. KClO4 : 11 %
2. PbCrO4 : 80 %
2. BaCrO4 : 78 %
3. Sb2S3 : 15 %
3. Sb2S3 : 11 %

riêng,
m
m
m
m
m
m2/g
4
30
6
10
50
2,980
Qua rây 75 m
8
30
12
50
3,411
Qua rây 63 m
30
20
50
4,179
Qua rây 39 m
50
50
6,556
Qua rây 20 m
Qua rây 10 µm

15
15
60
6,607
Qua rây 63 m
15
25
60
7,533
Qua rây 39 m
40
60
8,556
Qua rây 20 m
Qua rây 10 µm
100
11,052
2. BaCrO4
Qua rây 10 µm
100
16,462
3. PbCrO4
Qua rây 10 µm
100
12,573
Kết quả đo diện tích bề mặt riêng cho thấy với cùng một loại vật liệu,
khi cỡ hạt càng nhỏ thì diện tích bề mặt riêng càng lớn.
3.2.2. Ảnh hưởng của cỡ hạt Sb2S3 đến đặc năng lượng và xạ thuật của
thuốc hỏa thuật
Q MC

Hàm lượng NC, %
2
2
2
2
2
Nhiệt lượng cháy, kcal/kg 206,1
205,8
206,5
206,4
206,8
Thể tích khí, l/kg
7,6
7,5
7,3
7,7
7,4
Nhiệt độ bùng cháy, o C
366,4
360,2
352,6
351,4
350,6
Tốc độ cháy trung bình,
1,82 ± 2,06 ± 2,55 ± 2,64 ± 2,65 ±
mm/s
0,07
0,05
0,03
0,04

Nhiệt lượng cháy, kcal/kg 243,7
243,5
243,8
244,3
244,2
Thể tích khí, l/kg
12,8
12,6
13,1
13
12,8
Nhiệt độ bùng cháy, o C
447,2
436,4
426,2
423,2
422,4
Tốc độ cháy trung bình,
2,67 ± 2,81 ± 3,63 ± 3,94 ± 4,28 ±
mm/s
0,03
0,029
0,027
0,025
0,015
Kết quả bảng 3.7 và bảng 3.8 nhận thấy, khi thay đổi cỡ hạt nguyên
liệu Sb2S3 nhiệt lượng cháy
500,0
và thể tích sinh khí của các
450,0

4,0
thuốc hỏa thuật giảm dần
3,0
MC-2
khi tăng cỡ hạt nguyên liệu
2,0
MK-37
Sb2S3. Đồ thị hình 3.6 cho
1,0
thấy tốc độ cháy của các
Cỡ hạt Sb2S3, µm
,0
mẫu thuốc hỏa thuật sử dụng
0
20
40
60
80
cỡ hạt Sb2S3 nhỏ hơn 39 m
Hình 3.6: Thay đổi tốc độ cháy của
thuốc hỏa thuật theo cỡ hạt Sb2S3
ổn định hơn.
3.2.3. Ảnh hưởng của cỡ hạt KClO4 đến đặc trưng năng lượng và xạ thuật
của thuốc hỏa thuật
Bảng 3.9: Đặc trưng năng lượng và xạ thuật của mẫu thuốc hệ MC-2
Đại lượng (tên chỉ tiêu)
Cỡ hạt KClO4
hệ MC-2
75 m 63 m 39 m 20 m 10 m
Hàm lượng Sb2S3, %

7,5
7,3
7,7
7,4
Nhiệt độ bùng cháy, o C
352,6
352,0
350,4
348,6
348,0
Tốc độ cháy trung bình,
2,55  2,60  2,72  2,80  2,84 
mm/s
0,02
0,026
0,019
0,017
0,017
Bảng 3.10: Đặc trưng năng lượng và xạ thuật của mẫu thuốc hệ MK-37
Đại lượng (tên chỉ tiêu)
Cỡ hạt KClO4
hệ MK-37
75 m 63 m 39 m 20 m 10 m
Hàm lượng Sb2S3, %
11
11
11
11
11
Hàm lượng BaCrO4, %

426,0
424,0
421,0
419,0
418,0
Tốc độ cháy trung bình,
3,63 ± 3,88 ± 4,15 ± 4,25 ± 4,35 ±
mm/s
0,03
0,028
0,026
0,025
0,02


7
g

Tốc độ cháy, mm/s

Nhiệt độ bùng cháy, oC

Từ kết quả bảng 3.9, bảng 3.10 cho thấy, khi cỡ hạt nguyên liệu
500,0
KClO4 tăng dần, nhiệt
lượng cháy và thể tích sinh
450,0
MC-2
khí của các mẫu thuốc hầu
400,0

Cỡ hạt KClO4, µm
,0
đến 75 m. Cỡ hạt nguyên
0
20
40
60
80
liệu KClO4 càng nhỏ thì tốc
Hình 3.8: Thay đổi tốc độ cháy của
thuốc hỏa thuật theo cỡ hạt KClO4
độ cháy càng ổn định.
3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng các chất đến đặc trưng năng lượng và
xạ thuật của thuốc hỏa thuật
- Lựa chọn cỡ hạt các chất ôxy hóa KClO4, PbCrO4 và BaCrO4 đều nhỏ
hơn 10 m.
- Lựa chọn cỡ hạt chất cháy Sb2S3 nhỏ hơn 20 m sử dụng cho thuốc hỏa
thuật hệ MC-2 và cỡ hạt nhỏ hơn 10 m dùng cho thuốc hỏa thuật hệ MK-37.
3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng NC đến đặc trưng năng lượng và xạ
thuật của thuốc hỏa thuật
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của hàm lượng NC đến tốc độ cháy THT hệ MC-2
Mẫu
Đại lượng
C11
C12
C13
C14
C15
C16
Hàm lượng Sb2S3, %

7,35
7,48
7,57
7,69
7,76
Nhiệt độ bùng cháy, o C 350,2 349,8 349,2 348,8 348,4 348,2
Tốc độ cháy trung bình, 3,14 3,16 3,18 3,21 3,23 3,26
mm/s
0,03 0,029 0,021 0,025 0,05
0,05


8
g

Bảng 3.12: Ảnh hưởng của hàm lượng NC đến tốc độ cháy THT hệ MK-37
Mẫu
Đại lượng
K11
K12
K13
K14
K15
K16
Hàm lượng Sb2S3, %
11
11
11
11
11

o
Nhiệt độ bùng cháy, C 423,4 422,8 422,6 422,4 421,8 421,2
Tốc độ cháy trung bình, 4,19 4,22 4,26 4,33 4,37 4,45
mm/s
0,03 0,016 0,015 0,017 0,05
0,05
Kết quả cho thấy khi hàm lượng chất kết dính tăng dẫn đến tốc độ cháy
tăng. Luận án chọn hàm lượng chất kết dính (1,5  0,1) %.
3.3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng Sb2S3 đến đặc trưng năng lượng và xạ
thuật của thuốc hỏa thuật
Bảng 3.13: Đặc trưng năng lượng và xạ thuật của hệ MC-2
Mẫu
Đại lượng
C17
C18
C19
C20
C21
C22
Hàm lượng Sb2S3, %
12
13
14
15
16
17
Hàm lượng PbCrO4, %
83
82
81

0,017 0,012 0,02
Bảng 3.14: Đặc trưng năng lượng và xạ thuật của hệ MK-37
Mẫu
Đại lượng
K17
K18 K19 K20 K21
K22
Hàm lượng Sb2S3, %
8
9
10
11
12
13
Hàm lượng PbCrO4, %
81
80
79
78
77
76
Hàm lượng KClO4, %
11
11
11
11
11
11
Hàm lượng NC, %
1,5

MK-37 đều tăng dần
400,0
khi tăng hàm lượng
300,0
Sb2S3.
MC-2
200,0
Thể tích sản
MK-37
phẩm khí sinh ra sau
100,0
Hàm lượng Sb2S3, %
phản ứng cháy của hệ
,0
thuốc hỏa thuật giảm
6
8 10 12 14 16 18 20
khi tăng hàm lượng
Hình 3.13: Thay đổi nhiệt lượng cháy của
Sb2S3.
thuốc hỏa thuật theo hàm lượng Sb2S3
Nhiệt độ bùng
450,00
cháy của hệ giảm là do
MC-2
400,00
nhiệt độ phân hủy của
MK-37
350,00
Sb2S3 (550 oC) nhỏ

Hình 3.15: Thay đổi tốc độ cháy của thuốc
hỏa thuật theo hàm lượng Sb2S3
đốt cháy hoàn toàn
làm cho nhiệt lượng cháy tăng dẫn đến tốc độ cháy tăng.
3.3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng KClO4 đến đặc trưng năng lượng và xạ
thuật của thuốc hỏa thuật
Bảng 3.15: Đặc trưng năng lượng và xạ thuật của hệ MC-2
Mẫu
Đại lượng
C24
C25
C26 C20
C27
C28
Hàm lượng Sb2S3, %
15
15
15
15
15
15


10
g

Nhiệt độ bùng cháy, oC

Nhiệt lượng cháy, kcal/kg


Nhiệt độ bùng cháy, C 361,2 357,8 352,2 349,4 348,2 347,2
Tốc độ cháy trung 2,97
3,0 3,1 3,15
bình, mm/s
0,03
0,02 0,01 0,02
Bảng 3.16: Đặc trưng năng lượng và xạ thuật của hệ MK-37
Mẫu
Đại lượng
K24
K25 K26 K20 K27
K28
Hàm lượng Sb2S3, %
11
11
11
11
11
11
Hàm lượng BaCrO4, %
81
80
79
78
77
76
Hàm lượng KClO4, %
8
9
10

MC-2
150,0
MK-37
của thuốc hỏa thuật hệ
100,0
MC-2 có thay đổi không
50,0
Hàm lượng KClO4, %
lớn khi thay đổi hàm
,0
lượng KClO4. Đối với
0 2 4 6 8 10 12 14 16
thuốc hỏa thuật hệ MK-37
Hình 3.16: Thay đổi nhiệt lượng cháy của
khi thay đổi hàm lượng
thuốc hỏa thuật theo hàm lượng KClO4
KClO4 thì thể tích khi sinh
450,00
ra sau khi cháy tăng lớn
hơn.
400,00
MC-2
Nhiệt độ bùng cháy
MK-37
350,00
của hai hệ giảm dần theo
Hàm lượng KClO4, %
chiều tăng hàm lượng
300,00
0 2 4 6 8 10 12 14 16

hoạt hóa và sản phẩm
Hình 3.18: Thay đổi tốc độ cháy của thuốc
hỏa thuật theo hàm lượng KClO4
cháy của một số hệ thuốc
hỏa thuật
3.4.1. Xác định năng lượng hoạt hóa một số THT hệ MC-2, hệ MK-37
Sử dụng phương pháp phân tích nhiệt DTA để nghiên cứu quá trình
phân hủy của hệ hỗn hợp hỏa thuật để xác định năng lượng hoạt hóa.

Hình 3.20: Biểu đồ phân hủy DTA của
mẫu C20 với tỷ lệ thành phần 5 %
KClO4 (bảng 3.15)

Hình 3.30: Biểu đồ phân hủy DTA của
mẫu K20 với tỷ lệ thành phần 11 %
KClO4 (bảng 3.16)

Biểu đồ phân hủy nhiệt DTA nhận thấy NC phân hủy khoảng 200
C, khoảng 310 oC thì KClO4 → KClO3 + 0,5O2, khoảng 610 oC thì KClO3
→ KCl + 1,5O2, nhiệt độ phân hủy của Sb2S3 phân hủy 550 oC, nhiệt độ phân
hủy của PbCrO4 và BaCrO4 lớn hơn 850 oC.
Bảng 3.17: Thông số gia nhiệt mẫu thí nghiệm thuốc hỏa thuật hệ MC-2
Tốc độ
Nhiệt độ đỉnh pic (Tm), K
gia nhiệt
C24
C20
C29
C17
C23

677,5
o


12
g

20,0

684,2
686,8
689,5
689,1
684,2
689,5
691,9
696,2
695,8
692,8
Từ các số liệu bảng 3.17, áp dụng phương trình Kissinger xác định
được giá trị của năng lượng hoạt hóa E được nêu trong bảng 3.18.
Bảng 3.18: Năng lượng hoạt hóa của thuốc hỏa thuật hệ MC-2, kJ/mol
Mẫu
Năng lượng hoạt hóa, kJ/mol
C24 (bảng 3.15)
69,23
C20 (bảng 3.15)
66,3
C29 (bảng 3.15)
75,49

658,2
634,7
5,0
682,2
672,5
659,2
683,6
659,8
7,5
693,8
687,3
678,6
693,3
675,8
10,0
705,4
699,6
691,7
707,7
694,3
12,5
708,5
708,5
706,7
710,8
705,1
Từ các số liệu bảng 3.19, áp dụng phương trình Kissinger xác định
được giá trị của năng lượng hoạt hóa E được nêu trong bảng 3.20.
Bảng 3.20: Năng lượng hoạt hóa của thuốc hỏa thuật hệ MK-37, kJ/mol
Mẫu

ĐVT
Hệ MC-2
Hệ MK-37
TT và hợp chất
K. lượng
Ng. tử
K. lượng Ng. tử
1 O
%
15,48
59,48
28,88
69,50
2 Cr
%
11,42
11,01
11,41
8,45
3 Pb
%
61,03
16,13
4 Ba
%
52,15
15,37
5 K
%
2,99

12 H2S
mol/kg 0,00025
0,00053
13 O2
mol/kg 0,04276
0,10808
3.5. Ảnh hưởng của độ bền hóa học chất kết dính NC, phụ gia an định
đến đặc trưng năng lượng và tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật
3.5.1. Ảnh hưởng của độ bền hóa học chất kết dính NC đến đặc trưng
năng lượng và tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật
3.5.1.1. Ảnh hưởng của độ bền hóa học chất kết dính NC đến đặc trưng năng
lượng và tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật
Sử dụng tỷ lệ thành phần hệ MC-2 có ký hiệu C20 (bảng 3.15) và hệ
MK-37 có ký hiệu K20 (bảng 3.16) để nghiên cứu.
Bảng 3.22: Đặc trưng năng lượng và xạ thuật của hệ MC-2
Mẫu
Đại lượng
C30
C31
C32
C33
Độ bền NC, ml NOx/g
2,02
2,06
2,12
2,17
Nhiệt lượng cháy, kcal/kg
205,15
205,34
204,78

K32
K33
Độ bền NC, ml NOx/g
2,02
2,06
2,12
2,17
Nhiệt lượng cháy, kcal/kg
244,27
245,19
245,94
246,92
Thể tích khí, l/kg
12,72
12,81
12,67
12,58
Nhiệt độ bùng cháy, o C
422,4
422,6
422,4
422,6
Tốc độ cháy trung bình, mm/s
4,26
4,26
4,26
4,26
0,02
0,03
0,04

3,15
0
3,15
2
0,11 3,14 0,12 3,15 0,13 3,14 0,14 3,15
4
0,18 3,09 0,23 3,06 0,27 3,05 0,31 3,04
6
0,37 3,04 0,41 2,98 0,53 2,92 0,65 2,91
8
0,61 2,96 0,68 2,93 0,81 2,85 1,08 2,68
10
0,92 2,94 1,02 2,85 1,17 2,58 1,31
*
12
1,12 2,67 1,27 2,53 1,43
*
1,51
*
Bảng 3.25: Hàm ẩm ảnh hưởng đến tốc độ cháy của hệ MK-37
Chu kỳ
Mẫu K30
Mẫu K31
Mẫu K32
Mẫu K33
Mẫu
(bảng 3.23)
(bảng 3.23)
(bảng 3.23)
(bảng 3.23)

8
0,75 3,82 0,89 3,62
8
0,75 3,82 0,89
10
1,04 3,67 1,21 3,28
10
1,04 3,67 1,21
12
1,27 3,23 1,42
*
12
1,27 3,23 1,42
Ghi chú: * mẫu bị tắt giữa chừng


15
Tốc độ cháy, mm/s

Tốc độ cháy, mm/s

g

3,20
3,0
Mẫu C30
Mẫu C31
Mẫu C32
Mẫu C33


1

1,5

Hình 3.43: Mối quan hệ của tốc độ Hình 3.44: Mối quan hệ giữa tốc độ
cháy với hàm ẩm của thuốc hỏa cháy với hàm ẩm của thuốc hỏa
thuật hệ MC-2
thuật hệ MK-37
Kết quả nghiên cứu cho thấy độ bền hóa học của NC không làm thay
đổi đặc trưng năng lượng và tốc độ cháy của thuốc hỏa thuật.Tuy nhiên, sau
một thời gian bảo quản, chất lượng thuốc hỏa thuật bị thay đổi rất lớn, đặc
biệt là độ ổn định thời gian cháy chậm, nó phụ thuộc vào độ bền của chất kết
dính nitroxenlulô. Khi độ bền của nitroxenlulo nguyên liệu tăng lên, độ ổn
định thời gian cháy chậm của thuốc hỏa thuật tăng lên rõ rệt. So sánh hai họ
thuốc hỏa thuật có sử dụng chất ôxy hóa KClO4, khi sử dụng hàm lượng
KClO4 càng lớn thì khả năng hút ẩm càng nhiều. Nên khi sử dụng KClO4 vào
họ thuốc hỏa thuật khác cần chú ý đến hàm lượng KClO4 đưa vào các thành
phần thuốc tính cho đủ để cho quá trình cháy xảy ra và nghiên cứu lựa chọn
nitroxenlulô có độ bền hóa học (hàm lượng mgNOx/g) của càng thấp thì khả
năng chống ẩm của môi trường càng tốt.
3.5.2. Ảnh hưởng của phụ gia an định đến đặc trưng năng lượng và độ
bền của thuốc hỏa thuật
3.5.2.1. Ảnh hưởng của phụ gia an định đến đặc trưng năng lượng và tốc độ
cháy của thuốc hỏa thuật
Sử dụng tỷ lệ thành phần thuốc hỏa thuật hệ MC-2 có ký hiệu C30 và
hệ MK-37 có ký hiệu K30 để nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia.
Bảng 3.26: Ảnh hưởng của phụ gia an định đến đặc trưng năng lượng và tốc độ
cháy của thuốc hỏa thuật hệ MC-2
Mẫu
Đại lượng

0,01


16
g

Bảng 3.27: Ảnh hưởng của phụ gia an định đến đặc trưng năng lượng và tốc độ
cháy của thuốc hỏa thuật hệ MK-37
Mẫu
Đại lượng
K30
K34
K35
K36
K37
Phụ gia amin, % (C.N)
0
0,25
0,5
0,75
1,0
Nhiệt lượng cháy, kcal/kg 243,27 246,78 247,29 248,97 249,76
Thể tích khí, l/kg
13,12
13,21
13,47
13,58
13,96
Nhiệt độ bùng cháy, o C
422,4

Mẫu C35
Mẫu
(bảng 3.26)
(bảng 3.26)
(bảng 3.26)
(bảng 3.26)
Hàm
u,
Hàm
u,
Hàm
u,
Hàm
u,
ẩm, % mm/s ẩm, % mm/s ẩm, % mm/s ẩm, % mm/s
0
0
3,16
0
3,17
0
3,19
0
3,22
2
0,11 3,14 0,12 3,17 0,11 3,18 0,12 3,21
4
0,18 3,09 0,17 3,13 0,16 3,15 0,15 3,16
6
0,37 3,04 0,35 3,09 0,34 3,10 0,34 3,13

(bảng 3.27)
Hàm
u,
Hàm
u,
Hàm
u,
Hàm
u,
ẩm, % mm/s ẩm, % mm/s ẩm, % mm/s ẩm, % mm/s
0
4,27
0
4,27
0
4,29
0
4,33
0,12 4,24 0,11 4,26 0,12 4,23 0,12 4,27
0,21 4,15 0,20 4,17 0,18 4,20 0,17 4,23
0,43 4,03 0,38 4,07 0,36 4,09 0,34 4,12
0,75 3,82 0,64 3,95 0,61 3,98 0,53 4,01
1,04 3,67 0,76 3,82 0,75 3,87 0,71 3,92
1,27 3,23 1,17 3,51 1,08 3,67 0,98 3,72

3,30

Mẫu C30
C30
Mẫu


Chu kỳ
Mẫu

4,5
4
3,5

Mẫu K30
Mẫu K34
Mẫu K35
Mẫu K36

3

Hàm ẩm, %

2,5
0

0,5

1

1,5

Hình 3.46: Ảnh hưởng của chất phụ
gia an định đến tốc độ cháy của hệ
MK-37 sau khi thử nghiệm ẩm



18
g

3,5
3,0

Độ ẩm
Độ
ẩm60
60%%
Độ ẩm
Độ
ẩm70
70%%
Độ ẩm
Độ
ẩm 80
80%%
Độ
ẩm90
90%%
Độ ẩm

2,5
2,0
25

40


kcal/kg
cháy, l/kg
cháy, oC g/cm3 bình, mm/s
1 MC-2
206,7
7,6
351
1,656 3,19 0,01
2 MK-37
247,3
12,9
422
1,205 4,29  0,01
3.6.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến tốc độ cháy của
thuốc hỏa thuật
Bảng 3.32: Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm tới tốc độ cháy của hệ MC-2
Nhiệt
Tốc độ cháy, mm/s
độ, o C
Độ ẩm 60 % Độ ẩm 70 % Độ ẩm 80 % Độ ẩm 90 %
25
3,19  0,01
3,18  0,01
3,15  0,02
3,10  0,05
40
3,21  0,01
3,20  0,01
3,13  0,03
3,06  0,05

55
4,35  0,01
4,33  0,01
4,18 0,08
4,13  0,15
70
4,39  0,01
4,14  0,10
3,92  0,18
4,41  0,01
5,0
4,0

Độ ẩm
Độ
ẩm6060%%
Độ ẩm
Độ
ẩm70
70%%
Độ
ẩm 80
80%%
Độ ẩm
Độ
ẩm90
90%%
Độ ẩm

3,0


3,50

Tốc độ cháy, mm/s

Tốc độ cháy, mm/s

tiêu hao năng lượng cung cấp cho quá trình cháy phải đuổi hàm lượng hơi
ẩm ra khỏi thuốc hỏa thuật.
3.6.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lưu mẫu đến tốc độ cháy của
thuốc hỏa thuật
* Tại nhiệt độ 40 oC với các độ ẩm khác nhau
Bảng 3.34: Thời gian lưu mẫu đến tốc độ cháy của hệ MC-2
Thời gian,
Tốc độ cháy, mm/s
giờ
Độ ẩm 60 % Độ ẩm 70 % Độ ẩm 80 % Độ ẩm 90 %
0
3,21  0,01
3,21  0,01
3,21  0,01
3,21  0,01
7
3,25  0,01
3,23  0,01
3,20  0,01
3,14  0,01
14
3,25  0,01
3,23  0,01

4,29  0,01
4,29  0,01
7
4,32  0,01
4,30  0,01
4,28  0,01
4,15  0,03
14
4,33  0,01
4,30  0,01
4,25  0,01
4,01  0,05
21
4,33  0,01
4,30  0,01
4,22  0,02
3,87  0,07
28
4,33  0,01
4,31  0,01
4,13  0,03
3,74  0,10
35
4,33  0,01
4,31  0,02
3,95  0,05
3,51  0,20
42
4,33  0,01
4,31  0,03

ẩm 60
Độ
60 %
%
Độ ẩm
ẩm 70
Độ
70 %
%
Độ ẩm
ẩm 80
Độ
80 %
%
Độ ẩm
ẩm 90
Độ
90 %
%

3,0
2,50

Thời gian, h

Time, h
2,0

2,0
0


Hình 3.51: Ảnh hưởng của thời gian
lưu mẫu tại nhiệt độ 40 oC đến tốc độ
cháy của thuốc hệ MK-37 với các độ
ẩm khác nhau

Kết quả cho thấy tại nhiệt độ 40 oC thời gian lưu mẫu tăng thì tốc độ


20
g

cháy của thuốc hỏa thuật giảm. Vì độ ẩm tăng lên làm cho các màng bao bọc
của NC không còn tác dụng, các chất ôxy hóa trong hệ thuốc hỏa thuật dễ
nhiệm ẩm hơn.
* Tại nhiệt độ 55 oC với các độ ẩm khác nhau
Bảng 3.36: Thời gian lưu mẫu đến tốc độ cháy của hệ MC-2
Thời gian,
Tốc độ cháy, mm/s
giờ
Độ ẩm 60 % Độ ẩm 70 % Độ ẩm 80 % Độ ẩm 90 %
0
3,19  0,01 3,19  0,01 3,19  0,01
3,19  0,01
7
3,25  0,01 3,23  0,01 3,20  0,01
3,08  0,01
14
3,25  0,01 3,23  0,01 3,13  0,01
2,94  0,03


3,94  0,04
3,86  0,07

3,75  0,07
3,62  0,10

4,33  0,01

4,31  0,03

3,57  0,10

3,05  0,20

35
3,27  0,01 3,25  0,02 2,71  0,05
2,42  0,20
42
Bảng 3.37: Thời gian lưu mẫu đến tốc độ cháy của hệ MK-37
Thời gian,
Tốc độ cháy, mm/s
giờ
Độ ẩm 60 % Độ ẩm 70 % Độ ẩm 80 % Độ ẩm 90 %
0
4,29  0,01 4,29  0,01 4,29  0,01
4,29  0,01
7
4,35  0,01 4,33  0,01 4,27  0,01
4,13  0,01

60%
%
Độ
Độ
Độẩm
ẩm70
70%
%
Độ
Độẩm
ẩm80
80%
%
Độ
Độẩm
ẩm90
90%
%

2,0
1,50

Thời gian, h

1,0

5,0
4,0
Độ ẩm
ẩm 60

35

42

Hình 3.52: Ảnh hưởng của thời gian lưu
mẫu tại nhiệt độ 55 oC đến tốc độ cháy
của thuốc hệ MC-2 với các độ ẩm khác
nhau

7

14

21

28

35

42

Hình 3.53: Ảnh hưởng của thời gian lưu
mẫu tại nhiệt độ 55 oC đến tốc độ cháy
của thuốc hệ MK-37 với các độ ẩm khác
nhau

* Tại nhiệt độ 70 oC với các độ ẩm khác nhau


21


2,81  0,10
2,73  0,14

2,87  0,10
2,74  0,30

35
3,30  0,01 3,28  0,05
2,51  0,20
2,32  0,40
42
Bảng 3.39: Thời gian lưu mẫu đến tốc độ cháy của hệ MK-37
Thời gian,
Tốc độ cháy, mm/s
giờ
Độ ẩm 60 % Độ ẩm 70 %
Độ ẩm 80 % Độ ẩm 90 %
0
4,29  0,01
4,29  0,01
4,29  0,01
4,29  0,01
7
4,41  0,01
4,39  0,01
4,23  0,01
3,92  0,08
14
4,32  0,01

Độẩm
ẩm60
60%%
Độ
Độẩm
ẩm70
70%%
Độ
Độẩm
ẩm80
80%%
Độ
Độ
Độẩm
ẩm90
90%%

2,50
2,0
1,50

3,84  0,10
3,63  0,20

3,37  0,40
3,04  0,60

3,24  0,40

2,85  0,80


1,0

1,0
0

7

14

21

28

35

42

Hình 3.54: Ảnh hưởng của thời gian lưu
mẫu tại nhiệt độ 70 oC đến tốc độ cháy của
thuốc hỏa thuật hệ MC-2 với các độ ẩm
khác nhau

0

7

14

21