• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Ударна хвиля в вибуховій речовині

По ВР рухається ударна хвиля чи детонаційна хвиля з швидкістю кілька км/сек, за нею – фронт розширення продуктів вибуху, а до осі заряду – фронт хвилі розрідження.

Умовою стабільності процесу детонації є наявність зони нерозширених газів. Речовини в детонаційній хвилі відповідає адіабата Гюгоньо (1), а продуктами вибуху ПВ – адіабата (2) або адіабата кінцевих продуктів.

Оскільки детонація стабільна, то всі зони за фронтом переміщуються із швидкістю фронту. Отже, речовина в зонах проходить через стани, що лежать на прямій Міхельсона:

Якщо в зоні за фронтом виділилась якась кількість тепла і змінився стан речовини, вона зобразиться адіабатою, що лежить вище похідної.

Отже:

В процесі детонації у відповідності з адіабатою Гюгоньо речовина стискається до Р₁, V₁. Починається бурхлива хімічна реакція, виділяється тепло, збільшується об‘єм, зменшується тиск. Через час t реакція завершується і речовина переходить в стан, що відповідає точці Жуге на адіабаті кінцевих продуктів.

В цій точці

Головна частина детонаційної хвилі називається хімічним піком (ділянка АМ).

K

Аміачна селітра 1,3

Тротил 1,24

Нітрогліцерир 1,19

Амонал 1,16

Гексоген 1,25

Тен 1,215

Чорний порох 1,25

Азид свинцю 1,25

Динаміт 62% 1,175

В точці М відбувається повне виділення енергії хімічних реакцій. За нею відбувається адіабатичне розширення продуктів детонації, кривизна заднього фронту ДХ в т. М різко змінюється. Однак можливі хімічні реакції і за точкою Жуге, коли, наприклад, в складі ВР є алюміній, або якщо виникають вторинні хімічні реакції.

Основні параметри детонації визначаться з такої системи рівнянь:

Рівняння стану продуктів вибуху для твердих ВР:

де Р - тиск, Па;

V - об‘єм продуктів вибуху, м³;

n – показник політропи ПВ, що залежить від початкової щільності ВР:

Тиск ДХ (в т. Чимена-Жуге)

де D – швидкість детонації, м/с

Р_Д – тиск, Па

r_ВР – щільність ВР , т/м³

Щільність ВР в детонаційній хвилі

;

Масова швидкість руху продуктів вибуху (м/с) в т. Чимена – Жуге

Швидкість детонації (для газів)

де Q_V – теплота вибуху, кДж/кг.

Ця формула дає різко завищені результати для твердих ВР.

Тому для наближеної оцінки D користуються виразом:

де D, D_et – швидкості дет. нової та еталонної ВР відповідно, м/с;

Q, Q_et - теплота вибуху нової та еталонної ВР відповідно, кДж/кг.

За еталонну ВР можна прийняти амоніт №6ЖВ, у якого при щільності заряджання 1,0 т/м³ теплота вибуху складає 4315,7 кДж/кг, а швидкість детонації D_et = 3600 м/с.

Швидкість детонації при інших щільностях

Працездатність ВР

Енергія ВР з урахуванням хімічних втрат, яка виділяється під час вибуху у вигляді тепла складає повну фактичну теплову енергію. Ця енергія також реалізується в механічну роботу не повністю (теплові втрати).

Робота вибуху – це робота адіабатичного розширення ПВ до атмосферного тиску.

За І.М. Чельцовим ідеальна робота вибуху

де Q – теплова енергія ВР кДж/кг, V₁ i V₂ – початковий та кінцевий об‘єми, м³/кг; K=C_P/C_V – показник адіабати. Вводячи замість V®P:

, знайдемо, що при вибухові на повітрі (Р₂=10⁵Па)

де - втрачене тепло.

Відношення - залежність від властивостей продуктів вибуху, що виливаються на показник адіабати.

Якщо в продуктах вибуху 2/3 молекул 2-х атомних газів і 1/3 – 3-х атомних (нітрогліцерин) К=1,2. Величина К знижується, якщо в продуктах вибуху є 4-х атомні та 5-ти атомні гази, а також тверді продукти NaCl, Al₂O₃ та ін. тоді К=1,15; 1,1; 1,05.

Працездатність вимірюється в кДж/кг.

Читайте також:

1. Магнітне поле в речовині
2. Магнітне поле в речовині
3. Перша хвиля буржуазних революцій та їх економічне значення.
4. Перша хвиля буржуазних революцій та їхнє економічне значення.
5. Світлова хвиля

Переглядів: 859