ピオベルトの法則

ピオベルトの法則は、固体推進剤粒子が高温ガスを生成する反応に適用される。「燃焼は、粒子の表面が層ごとに後退し、あらゆる点で表面に対して垂直になる平行層によって起こる。」^{[ 1 ]}

歴史

この法則は1839年にフランスの将軍ギヨーム・ピオベール（フランス語）によって火薬の挙動を説明するために考案されたが、その後他の固体推進剤にも適用されてきた。反応を燃焼と記述すると、反応によって消費される固体の表面でのみ酸素反応物が利用可能であることに起因する同様の反応進行とみなせる固体材料の単純な大気燃焼と混同される可能性がある。単相推進剤粒子の場合、反応進行は反応を開始するために必要なエネルギーが固体表面から熱伝達されることに起因する。熱伝達率は圧力とともに増加する。そして、無煙火薬の反応速度は1893年にポール・ヴィエイユによって記述されているように圧力によって変化する。^[¹^]

機構

固体のシングルベースおよびダブルベース推進剤の反応に関する研究では、反応が表面から固体へと進行するにつれて、一連のゾーンまたは相が形成されることが示唆されています。熱伝達を受ける固体の最深部は溶融し、泡状ゾーンで固体から気体への相転移を開始します。気体推進剤は周囲の発泡ゾーンでより単純な分子に分解されます。エネルギーは明るい外側の炎ゾーンで放出され、そこでより単純なガス分子が反応して、蒸気や一酸化炭素などの従来の燃焼生成物を形成します。最小の熱伝達圧力で設計された推進剤は、低圧力では炎ゾーンを維持できない可能性があります。^{[ 2 ]}

参考文献

^ ^a ^bラッセル、マイケル・S. (2009).花火の化学.王立化学協会. p. 45. ISBN 978-0854041275。
^ 「推進剤の特性」（PDF） . ネバダ航空宇宙科学協会. 2014年7月19日閲覧。

参考文献

G. ピオベール、「製造過程の違いに関するメモワール」（1844 年）

[msr-1] ラッセル、マイケル・S. (2009).花火の化学.王立化学協会. p. 45. ISBN 978-0854041275。

[2] 「推進剤の特性」（PDF） . ネバダ航空宇宙科学協会. 2014年7月19日閲覧。

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