Загальні відомості про вибух.

Дія вибуху на навколишнє середовище.

Загальна характеристика поля вибуху.

Загальні відомості про вибух.

Тема 2. Заняття 2. Загальна характеристика вибухових речовин.

Лекція 9

Вибухом називаєть процес швидкого вивільнення великої кількості енергії в обмеженому об'ємі. Причинами виникнення вибуху можуть бути фізичні, хімічні чи ядерні процеси. В сучасних боєприпасах використовуються два види вибухів: хімічні і ядерні.

Хімічні вибухи, зазвичай називають простот вибухами. Речовини, що здатні до вибухового перетворення, називають вибуховими (ВР).

Вибух – це швидка хімічна реакція з утворенням газоподібних чи пароподібних продуктів, яка супроводжується виділенням тепла. Її характеризують наступні умови:

а) Екзотермічність реакції вибухового перетворення. Для виконання механічної роботи вибуху витрачається еквівалентна кількість енергії, джерелом якої є теплота хімічної реакції. Виділене при вибусі тепло нагріває продукти реакції до високих температур. Температура вибуху для різних ВР знаходиться в межах Т = 3000 – 4000 К. Енергія вибуху Э₀ пропорційна вазі С прореагувавшій частині заряду: Э₀ = С Q₀

де коефіцієнт пропорційності Q₀ дорінює питомій енергії вибухового перетворення. Для різних ВР Q₀ = 350 – 1500 ккал/кг

По загальному запасу енергії, віднесеному до рівних вагових кількостей, навіть наймогутніші ВР не перевершують звичайні горючі суміші (табл. 1).

Таблиця 1 Таблиця 2

ВР, горючі	Теплота вибуху (згоряння), ккал/кг	ВР, горючі	Теплота вибуху (згоряння), ккал/ м³
Тротил Піроксилін Нітрогліцерин Вуглець Водень		Тротил Піроксилін Нітрогліцерин Вуглець Водень	800 * 10³ 1460 * 10³ 1330 * 10³ 4,2 * 10³ 1,7 * 10³

Інша картина виходить при порівнянні енергії, віднесеної до одиниці об'єму (табл. 2).

б) Наявність газоподібних речовин в продуктах хімічного перетворення є однією з необхідних умов вибухового перетворення. Питомий об'єм газів визначає масштаб дії продуктів вибухового перетворення. Від кількості газів залежать тиск, температура, швидкість розширення продуктів вибуху і потужність ВР. Сильно нагріті і стислі гази при своєму швидкому розширенні здійснюють роботу. Питомий об'єм газів для різних ВР коливається в межах 0,3-1 м³/кг.

в) Велика швидкість хімічної реакції. Крім високої об'ємної концентрації енергії для ВР характерна велика швидкість її виділення. Залежно від швидкості протікання вибухове перетворення умовно розділяється на горіння і вибух.

Горіння характеризується невеликою швидкістю розпов-сюдження (від часток м/с до декількох м/с). Швидкість горіння залежить від зовнішніх умов: тиску і початкової температури. На відкритому повітрі цей процес протікає поволі і не супроводжується звуковим ефектом. У замкну-тому об'ємі горіння відбувається значно швидше.

Процес горіння можна представити схематично (рис.32). При горінні теплота, що виділилася в ході реакції, передається шляхом тепловіддачі від гарячих продуктів до найближчого шару ВР, викликаючи в ньому інтенсивну хімічну реакцію. Продукти горіння рухаються у бік, протилежний руху фронту горіння.

Рис. 32.Схема процесу горіння

Вибух протікає із швидкістю сотень і тисяч метрів в секунду. Процес вибуху, його швидкість залежать від багатьох чинників: природи ВР, її густини, розміру заряду і умов вибуху. Вибухове перетворення, що протікає з постій-ною і максимальною для даних умов і даної ВР, не залежної від зовнішнього тиску швидкістю, називається детонацією. При детонації механізм розповсюдження хімічного перетво-рення полягає в передачі енергії від шару до шару хвилею стиснення (рис.33). Детонація характеризується різким стрибком тиску в місці вибухового перетворення до 2 – 3 *10⁹ кг / м²і дуже різкою дією, що дробить, на середовище.

Рис. 33. Схема процесу детонації

Згідно гідродинамічної теорії детонація обумовлюєтся розповсюдженням по заряду ударної хвилі, збуджуючої стрибком реакцію вибухового перетворення, сопроводжуючу-юся виділенням енергії, яка в свою чергу передається ударній хвилі. Ударна хвиля, що проходить по масі вибухової речовини, називається детонаційною хвилею. Таким чином, детонація є сукупністю дуже швидких фізичних і хімічних явищ: ударного стиснення ВР, хімічного перетворення твердої ВР в газоподібні продукти, розширення і руху продуктів вибуху. При детонації продукти вибухового перет-ворення рухаються у бік процесу.

Основні параметри детонаційної хвилі:

- густина продуктів детонації;

- детонаційний тиск;

швидкість руху продуктів детонації, наведені в таблиці 3.

Таблиця 3

Назва вибухової речовини	Густина, кг / м³	Швидкість детонації м /с	Тиск детонації кг / м²* 10⁴	Швидкість потоку середовища за фронтом детонації м /с
початкова * 10³	у фронті детона-ційної хвилі * 10³
Тротил Тротил Гексоген флегматизований Тетрил Тен	1,59 1,45 1,62 1,61 1,60	2,12 1,93 2,16 2,15 2,13

г) Здатність реакції до саморозповсюдження.

Вибухове перетворення звичайно виникає на обмеже-ній ділянці речовини під впливом зовнішнього імпульсу. Воно можливе тільки в тому випадку, якщо хімічна реакція, що почалася, розповсюджується по речовині мимовільно.

Можливість хімічного вибуху визначається сукупністю чотирьох умов. Таким чином, вибухом називається особлива хімічна реакція в речовині, що саморозповсюджується, протікаюча дуже швидко і супроводжується виділенням тепла і утворенням сильнонагрітих газів, здатних при розширенні виковати роботу руйнування або переміщення середовища.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Складні бризантні ВР.	\|	Загальна характеристика поля вибуху.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.