Для порохів, на відміну від бризантних і ініціюючих ВР, горіння - це типовий вид вибухового перетворення. Характерна для порохів стійкість горіння визначається їх здатністю горіти паралельними концентричними шарами навіть при високому тиску (до 500-600 МПа).
У горінні пороху розрізняють три фази:
- запалення (місцеве збудження самораспространяющемуся реакції);
- займання (поширення порушеної процесу по поверхні речовини);
- власне горіння (поширення реакції вглиб речовини).
За своєю природою ці три фази принципово не відрізняються, але при практичному застосуванні порохів вони протікають з різними швидкостями.
Запалення - це початок розкладання пороху, зазвичай під впливом місцевого нагріву.
Швидкість займання пороху залежить від природи пороху, стану його поверхні і особливо сильно від тиску. За здатністю до займання димні пороху стоять на першому місці. Швидкість займання зростає зі збільшенням питомої поверхні пороху, тобто шорсткий, пористий порох запалюється легше, ніж гладкий.
Із зростанням тиску швидкість займання істотно збільшується. Це пов'язано з тим, що при високому тиску гарячі газоподібні продукти горіння довше перебувають у поверхні порохового елемента.
При горінні пороху на відкритому повітрі швидкість поширення процесу по поверхні значно більше швидкості горіння. Це пов'язано з догоранням продуктів реакції за рахунок кисню повітря.
Горіння пороху в замкнутому просторі відбувається паралельними шарами по нормалі до поверхні. Це досягається завдяки високій щільності і однорідності фізичних властивостей порохових елементів.
За інших рівних умов швидкість горіння пороху залежить від калорійності, початкової температури пороху, зовнішнього тиску і ряду інших чинників.
Зі збільшенням калорійності пороху швидкість горіння його зростає. Помітно зростає швидкість горіння при зменшенні щільності порохових елементів. Так Вьель для димного пороху отримав наступний результат: при збільшенні щільності на 17% швидкість горіння зменшилася більш ніж в 19 разів. При збільшенні щільності зменшується пористість речовини і утруднюється проникнення гарячих продуктів реакції вглиб речовини.
Зі збільшенням початкової температури пороху швидкість його горіння зростає. При збільшенні T0 від 0 ° С до 100 ° С швидкість горіння нитроглицеринового пороху з 28% нітрогліцерину зросла в 2,9 рази.
Залежність швидкості горіння від тиску і проста, і складна водночас. З ростом тиску швидкість горіння зростає. Але ось з якої залежності? Різні вчені пропонували різні види залежностей:
але жодна з них не є універсальною.
Так v = Ap дає хорошу збіжність з досвідом при тисках близько 100 МПа і вище, а v = a + bp - при p £ 40 МПа. В артилерії користуються формулою v = Ap, враховуючи величину тиску в каналі ствола.
Чутливість до тиску у різних порохів різна. Так димний порох при атмосферному тиску горить приблизно в 10 разів швидше піроксилінового рушничного пороху, а при тисках близько 200-300 МПа швидкість горіння піроксилінового пороху значно більше, ніж у димного.
За Зельдовича основна відмінність горіння пороху від горіння ініціюючого або бризантного ВВ полягає в тому, що замість випаровування або сублімації ВВ спостерігається газифікація пороху, тобто розкладання пороху на газоподібні продукти, які далі згоряють.
Теорія Зельдовича якісно правильно відображає закономірності, які спостерігаються при горінні пороху, але погано сходиться кількісно з результатами експериментів.
Стадії горіння пороху по Зельдовича представлені на малюнку:
Пізніше було доведено, що горіння пороху - більш складний процес, ніж це описано у Зельдовича. Горіння протікає не тільки в газовій, а й в конденсованої фазі, причому в конденсованої фазі виділяється приблизно 50% тепла реакції, тобто ця реакція дуже важлива.