Świeca dymna
Świeca dymna – puszka zawierająca substancję dymotwórczą oraz urządzenie zapłonowe. Jest to artykuł pirotechniczny, którego zadaniem jest ograniczenie widoczności na danym terenie (zasłona dymna), dla maskowania, lub pozorowania pożaru (np. pojazdu)[1].
Małe świece dymne (do 1 kg, dymiące przez ok. 1,5 min) służą do maskowania pojedynczych żołnierzy; duże świece (15–100 kg, czas dymienia 15–20 min) – do maskowania dużych obiektów np. tyłowych. Najczęściej wykorzystuje się kilkukilogramowe świece średniej wielkości[1].
Morskie świece dymne mają możliwość pływania i służą do stawiania zasłon z powierzchni wody; mają mechanizm samozatapiający świecę, po końcu pracy[1]. Innym specjalnym rodzajem są świece dymu trującego, które oprócz dymu rozpraszają także bojowe środki trujące np. chloroacetofenon. Używane są częściej przez siły policyjne[1].
Wykorzystywana jest także w celach sygnalizacyjnych (np. kolorowa świeca dymna). Oprócz zastosowań wojskowych używa się też ich w ratownictwie (do sygnalizacji) lub w sporcie rekreacyjnym (m.in. paintballu).
Optymalizacja temperatury spalania w świecach dymnych[2]
[edytuj | edytuj kod]Spalanie mieszanki, gdzie laktoza stanowi 26% wagowo, powoduje ekstremalne temperatury dochodzące nawet do T ~ 2000 °C. Taki proces może prowadzić do spalenia każdego związku organicznego w bezpośrednim otoczeniu. W związku z tym mieszanki podgrzewające zawierają znaczny nadmiar paliwa, aby obniżyć przewidywaną temperaturę spalania do około 900 °C. Chociaż te same materiały wciąż palą się zbyt gorąco, gdy są one wymieszane z barwnikiem w proporcji 1:1, uzyskuje się temperatury spalania w zakresie 300-500 °C, zależnie od konkretnego barwnika i całkowitej stechiometrii. Te formuły są często modyfikowane poprzez dodanie do 20% wagowo endotermicznych składników, takich jak węglan magnezu, szczawian amonu, kaolin i wodorowęglan sodu. Dodatkowo mają one za zadanie pochłaniać ciepło, jednocześnie uwalniając gazy i parę wodną, co zwiększa ogólną efektywność procesu.
Laktoza jednowodna (C₁₂H₂₂O₁₁ H₂O), pełni rolę paliwa o dużej ujemnej entalpii tworzenia (ΔH = -2723 kJ mol−1). Stechiometryczna reakcja laktozy z chlorkiem potasu wymaga 8 mol chlorku potasu na mol laktozy jednowodnej.
Wzór reakcji laktozy jednowodnej z KClO₃:
C₁₂H₂₂O₁₁ H₂O + 8KCIO₃ → 12 CO₂ + 12 H₂O(g) + 8 KCl(g) + 3421 kJmol −1
Barwniki w świecach dymnych
[edytuj | edytuj kod]Barwne dymy, które wchodzą w skład świec dymnych stanowią unikalny element pirotechniki. Jest to efekt spalania, podczas którego powstaje aerozol zawierający mikroskopijne krople wody. W tych kroplach rozproszone są hydrofobowe cząsteczki barwnika organicznego, głównie osadzone na ich powierzchni. Formuły dymów składają się z barwnika zdolnego do sublimacji w ilości 40%-50% wagi oraz tzw. kompozycji podgrzewającej. Składnik odpowiedzialny za podgrzewanie w świecach dymnych to mieszanka chlorku potasu (KClO₃) oraz laktozy jednowodnej[2]. Tabela poniżej przedstawia przykładowe barwniki stosowane obecnie w produktach pirotechnicznych wytwarzających dym.
| Nazwa handlowa | Kolor | Nazwa Chemiczna |
|---|---|---|
| Disperse Red 11 | fioletowy | 1,4-Diamino-2-metoksy-antrachinon |
| Fettorange | pomarańczowy | 1-Hydroksy-1-fenyloazonaftalen |
| Fettrot G | czerwony | 1-(2-Metoksyfenyloazo)-2-naftol |
| Solvent Yellow 33 | żółty | 6-Metylo-2-ftalochinolin |
| Sico Fettgrün | zielony | 1,4-Dip-p-toluidino-antrachinon |
| Disperse Blue 3 | niebieski | 1-Metyloamino-4-hydroksyetylantrachinon |
Wymagania dotyczące barwników dymów obejmują
[edytuj | edytuj kod]- Stabilność w zakresie temperatury co najmniej 300 °C, przeciwdziałanie rozkładowi i utlenianiu. Barwniki nie powinny zawierać grup, takich jak grupy peroksydowe, nitrowe czy sulfonowe, lecz raczej grupy aminowe i/lub hydroksylowe.
- Punkt wrzenia lub sublimacji między T = 100-300 °C oraz niskie ciepło utajone (ciepło topnienia i ciepło parowania). Wiązania wodorowe między cząsteczkami lub wiązania jonowe nie są pożądane. Masa cząsteczkowa paliwa powinna być poniżej m, = 400 g mol−1.
- Muszą być bezpieczne dla zdrowia zawodowego w działaniach krótko i długo falowych, oraz dla środowiska.
Produkty Przeznaczone do sprzedaży są bezpieczne i mogą być używane przez osoby nie będące profesjonalistami ale należy pamiętać o przestrzeganiu zasad bezpieczeństwa jakie opisuje producent produktów pirotechnicznych[3].
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b c d Świeca dymna. W: Mała Encyklopedia Wojskowa. T. 3. Warszawa: Wydawnictwo Ministerstwa Obrony Narodowej, 1967, s. 296-297.
- ↑ a b Ernst-Christian Koch, High explosives, propellants, pyrotechnics, Berlin Boston: De Gruyter, 2021, ISBN 978-3-11-066052-4 [dostęp 2024-01-08] (ang.).
- ↑ a b Tajemnice Składników Kolorowych Dymów Pirotechnicznych [online], hurtownia-fajerwerki.pl, 4 stycznia 2024 [dostęp 2024-01-08] (pol.).
Bibliografia
[edytuj | edytuj kod]- PWN Leksykon: Wojsko, wojna, broń. pod red. Marcina Kamlera. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001, s. 81. ISBN 83-01-13506-9.