燃气压力对延期药燃速的影响(2)

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延期药按照它们燃烧后的产物状态分为有气体和无（微）气体的两种。所谓的有气体延期药指的是黑火药，而微气体延期药通常是指金属类的可燃剂和氧化剂混合成的烟火剂。

1.1.1 有气体延期药——黑火药

我国于公元808年以前就用炼丹家发明了黑火药，但是知道100年后采用与军事目的。由于黑火药具有良好的点燃性能，并且点火能力强，至今仍被世界各国广泛地应用于弹药及民用烟火。

黑火药一般由硝酸钾、木炭和硫混合而成。硝酸钾是氧化剂，木炭是可燃物，硫一方面作可燃物，使药剂易于点火，同时也作黏合剂以增大药粒强度。

当作为延期药时，一般使用小粒黑火药，影响其燃烧速度的因素很多。

1.原料

三组分中对燃速影响最大的是木炭，不同含碳量的木炭有不同的发火点。其中碳质量分数为70~80%的中级炭化的木炭具有良好的点燃性。此外，木炭的物理结构也影响燃速。用硬木烧成的炭结构致密，燃速较小，而松木烧成的炭燃速较大。

2.成分配比

当固定硫的成分不变，而增加硝酸钾和减少木炭含量的配比时，黑火药的燃速显著下降，见表1

表1 黑火药的配比对燃速的影响（一）

黑火药成分配比在药盘内燃烧

时间/s

ω(KNO3)/% ω(S)/% ω(C)/%

75 10 15 12.4

78 10 12 16.9

80 10 10 24.2

81 10 9 25.8

84 10 6 49.7

87 10 3 不燃

当固定硝酸钾的成分不变，改变硫和炭的配比其燃速变化见表2

表2 黑火药的配比对燃速的影响（二）

黑火药成分配比在药盘内燃烧

时间/s

ω(KNO3)/% ω(S)/% ω(C)/%

75 1 24 10.9

75 4 21 11.2

75 7 18 11.8

75 10 15 12.4

75 13 12 13.2

75 20 5 28.8

从表中可以看出，当硫与木炭质量分数占总量的25%时，随硫增加燃烧时间也逐渐增加，因此硫增多不利于连续燃烧。

3.水分

黑火药中的水分有两种作用，一是水分在燃烧时汽化吸热，使燃速降低；二是水分参加化学物理反应使燃速增加。水分约为1%左右时，黑火药有最大燃速；水质量分数增至2%~4%时，黑火药点火困难，燃速减慢；当水质量分数超过4%时，由于水分增多，KNO3溶于水中，干后脱硝使成分均匀性破坏，因而点火更加困难，燃速更慢；当水质量分数超过15%后，就不能点燃，失去燃烧性能了。