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Alt 08.11.2004, 11:20   #1   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
Anomalie der Nitrocellulose

Hallo

Brennt man NC-Pulver bei Raumbedingungen ab ist die Verbrennungsgeschwindigkeit sehr langsam. In der entsprechenden Patronenhülse geht das wesentlich schneller von statten ich vermute durch die Verdämmung und dem daraus resultierendem hohen Druck.
Vom Standpunkt einer Gleichgewichtsreaktion sollte doch eine gewisse Unwilligkeit der Reaktion vorliegen da sich doch die Molekülanzahl im Gaszustand ändert. n(Feststoff)<n(Gas), oder?
Warum ist die Reaktionsgeschwindigkeit bei für die Reaktion günstiger werdenden Verhältnissen (p-ambiente) langsamer?

Gruß
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Alt 08.11.2004, 11:55   #2   Druckbare Version zeigen
upsidedown Männlich
Moderator
Beiträge: 7.640
AW: Anomalie der Nitrocellulose

Mit Gleichgewicht kannst du hier nicht argumentieren, das liegt so oder so seeeehr weit auf der Gasseite.

Das kinetische Stichwort bei solchen explosionsartigen Reaktionen heisst meistens Kettenreaktion.
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Alt 08.11.2004, 13:35   #3   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
AW: Anomalie der Nitrocellulose

1. Die Art der Zündung ist unterschiedlich: Eine Zündkapsel brennt die NC einfach besser an als ein Streichholz (>Initialzündung)
2. Natürlich steigen in der Patrone Druck und vor allem Temperatur stark an. Auch hier gilt die Faustregel: 10° Temperaturerhöhung verdoppeln die Reaktionsgeschwindigkeit.
Das geht so weit, dass zu heisse Munition (zu lange in der heissgeschossenen Kammer etc.) zu gefährlichen Überdrücken führen kann.
Edgar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.11.2004, 07:18   #4   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Anomalie der Nitrocellulose

Stimmt, ich bin von dem GGW weit weg, aber warum läuft die Reaktion um ein vielfaches schneller ab wenn ich für die Reaktion ungünstige Bedingungen schaffe.
Der Temperaturaspekt spielt bestimmt eine Rolle, aber ist es damit schon erklärt? Eine kalte Abschußvorrichtung setzt in etwa den gleichen Energieinhalt um, der Unterschied ist in wenigen m/s zu beziffern.
Die Zündung ist in der Kammer wesentlich effektiver, die Oberfläche die entzündet wird ist wesentlich grösser. Trotzdem findet ein Abbrand statt, die Pulvermenge wird in der Regel nur angezündet, d.h. ein Großteil der Ladung reagiert erst im Lauf was ja gegen eine vollständige Entzündung durch das Zündhütchen spricht.
Übrigens fürchtet man keine Drucksteigerung durch einen heißgeschossenen Lauf sondern die Selbstentzündung.
Gegensätzlich ist beispielsweise Schwarzpulver es reagiert unter Umgebungsdruck ähnlich schnell wie unter Überdruck. IMHO muß es also eine chemische Erklärung geben, oder?
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Alt 09.11.2004, 10:01   #5   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
AW: Anomalie der Nitrocellulose

Eher nicht, der Abbrand der NC wird wird, abgesehen von Nitrierungsgrad und Zusätzen, hauptsächlich über die Geometrie gesteuert:
Nicht gelatinierte NC (Schiessbaumwolle) brennt blitzartig ab, weil die große Oberfläche die rasche umsetzung begünstigt. Gelatiniert und zu Plättchen, Röhren etc. gepresst, brennt die gleiche Substanz um ein vielfaches langsamer.
Auch SP wird durch seine Körnung im Abbrand beeinflusst, allerdings sicher weniger stark als NC.
Übrigens: Der druck heisser Patronen ist tatsächlich wesentlich höher; bei Kleinwaffen ist das, abgesehen von einer anderen Trefferlage, nicht sehr wichtig, da die Reserven hoch sind, bei Geschützen sieht das schon anders aus, bei Raketenmotoren ist das Überschreiten der zulässigen Starttemperatur sehr kritisch.
Edgar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.11.2004, 13:25   #6   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Anomalie der Nitrocellulose

Grundsätzlich sind ja drei Faktoren für die Reaktionsgeschw. verantwortlich. Die Temperatur, die Oberfläche und die Konzentrationen. Die Oberfläche ist aber in etwa gleich, unter Norm.-druck oder unter Ü.-druck ist doch egal. Warum dann die unterschiedlichen Abbrandgeschwindigkeiten?
Eine Hülse sollte immer mit mind. 80% gefüllt sein. Ist weniger drin zerklopft der Zündstrahl die Form der Pulverteilchen und schafft eine größere Oberfläche wobei es zu Drucksteigerungen kommt (Unterladung). Der Zündstrahl beschleunigt die NC-Teilchen und diese Zerplatzen noch unverbrannt am Geschoßboden. Bei üblichen Pressladungen wird die Pulvermenge vom daraufgesetzten Geschoß noch verdichtet, wobei eine Art Pulverpressling entsteht der in keiner Art ausweichen kann.

Gruß
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Alt 09.11.2004, 13:40   #7   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
AW: Anomalie der Nitrocellulose

Zitat:
Zitat von elv1
Grundsätzlich sind ja drei Faktoren für die Reaktionsgeschw. verantwortlich. Die Temperatur, die Oberfläche und die Konzentrationen. Die Oberfläche ist aber in etwa gleich, unter Norm.-druck oder unter Ü.-druck ist doch egal. Warum dann die unterschiedlichen Abbrandgeschwindigkeiten?
Ich habe jetzt mal im 'Giftschrank' nachgeschaut: Anfangstemperatur und Druck sind die wesentlichen Faktoren!
(Quelle: Dep. of the Army TM 9-1300-214 'Military Explosives')
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