Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Основы теории взрыва и горения - Челышев В.П.
Челышев В.П. Основы теории взрыва и горения — М.: Мин обороны, 1981. — 212 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviteorgor1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 60 >> Следующая

6.2. ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕПЛОТЫ ВЗРЫВА
Практической характеристикой любого взрывчатого вещества Является так называемая калориметрическая теплота взрыва Qg^^ , которая представляет собой интегральный тепловой эффект первичных химических реакций, происходящих при изоэнтропическом расширении ПД за плоскостью Чепмена - Дуге, а также процесса конденсации и теплоотдачи ПД при их охлаждении до комнатной температуры. Рассчитать каждую из этих составляющих Q.g^p в общем случае весьма сложно. Однако суммарный тепловой эффект может быть рассчитан, если использовать закон Гесса, являющийся по существу приложением первого начала термодинамики к химическим реагирующим системам.
В соответствии с законом Гесса тепловой эффект многоступенчатой химической реакции не зависит от пути ее протекания, а однозначно определяется конечным и начальным состояниями термодинамической системы. Заметим, что этот закон является вполне строгим лишь для процессов, протекающих пщр=соа.$і или при v--
Схематично закон Гесса иллюстрируется следующим образом (рис. 6.1). Пусть термодинамическая система переходит из состояния I в состояние 2. При прямом переходе выделится тепло Если же переход двухступенчатый, то
выделяющееся тепло PUBHOf ^
Независимо от пути перехода
Рис. 6.1. Векторная диаграмма для закона Гесса
-й, ^5—? •
Запишем реакцию взрывчатого превращения в форме
^Ч^'--^%Р- (6.20)
Мысленно можно представить, что как конечные продукты реакции, так и само BB образовались из простых веществ (рис.6.2). Тогда в соответствии с (6.19)
Следовательно, решение задачи по определению теплоты взрыва должно состоять из нескольких зтапов:
а) расчет теплоты образования взрывчатого вещества/i^^^^j*
б) расчет состава продуктов взрыва (л,^,»...) и суммарной' теплоты их образования
где
Чоерпв ''^^со^ ^у.^сс^-¦ ¦ =Ж-^^ С6.22)
Q.^ - теплота образования I моля L -го продукта взрыва; A^-- соответствующий коэффициент реакции взрыва (6.20).
Рис. 6.2. Схема расчета ?'^^^на основании эакона Гесса
Теплоту образования BB, как и любого химического Соединения, можно рассчитать методами, известными в физической химии 174
(например, по энергиям связей, по методу Карраша и др.) и поэтому данный вопрос здесь не рассматривается.
Что же касается состава продуктов взрыва, то из-за сложности точного решения этой задачи различными авторами предложено несколько методов приближенного его определения.
Прежде всего отметим, что в зависимости от соотношения между содержаниями углерода, кислорода и водорода все BB че-тырехэлементного состава (типа C^HgOcJ\^) целесообразно разбить на три группы.
1-я группа: с>(га + 4-)'^ таких BB в составе продуктов взрыва должны содержаться, главным образом, ^/7^,/?^^и ті^.
2-я группа: ^a^4j<c<f?a-^?J3 этом случае в состав продуктов взрыва долины входить , /? /? и Tl^ .
5-я группа: с< ¦f-j-j^Aech кислорода, содержащегося в молекуле BB, очень мало и поэтому в составе продуктов взрыва должен присутствовать свободный углерод в виде сажи. Естественно, что при с< а Образование сажи неизбежно.
Для каждой из трех групп BB разными авторами предложены следующие приемы составления реакций взрывчатого превращения.
Для BB первой ГРУППЫ ойічно применяют правило наибольшего выделения тепла (принцип Бертло), в соответствии с которым при взрыве образуются только продукты полного окисления и не учитывается эффект их диссоциации, а также возможность образования окислов азота. Реакция взрывчатого превращения имеет вид:
-C^^^u=CLa?si-ft1sD->-^(^c-S.a-('jo^-t--^Jfg: . (6.25а)
Реакцию взрывчатого превращения BB второй группы чаще веего составляют по методу Малляра и Ле-Шателье (метод последовательного окисления), в соответствии с которым кислород, содержащийся в молекуле BB, сначала окисляет углерод до Cu, а затем остаток его делится поровну между водородом и образовавшейся окисью углерода, окисляя их до hg_D и COg^ соответственно. Такая двухстадийная реакция разложения BB имеет вид:
(C-Ct) CD^-I-{ (3a-c)CD-i- ^(c-a),i^O^-^(a^S-c)H^-^^//^.
(6.256)
Для BB третьей группы обычно используют метод Бринкли и Вильсона, приемлемый, вообще говоря, и для BB второй группы.
T
175
Сущность этого метода состоит в том, что реакцию (6.20) также составляют двухстадийным способом, причем вначале весь водород переводят ъ ffg.D , углерод - в , а затем остатком кислорода доокисляют СО до :
^(с-а-і)щ ^1есс.1-с)ш?н^0-^^/Г^ . (6.23в)
Следует подчеркнуть, что как метод Малляра и Ie Шателье, так и метод Бринкли - Вильсона, не позволяют получить состав продуктов взрыва, близкий к реальному. Тем не менее интегральные значения^ Л^.^.при этом оказываются практически одинаковыми и, что очень важно, часто обеспечивают расчет Qg^p с точностью, вполне приемлемой для практики.
В качестве примера запишем реакцию взрывчатого превращения гексогена CgHgDgJTg:
- по уравнению (6.23 б);
- по уравнению (6.23 в).
Нетрудно видеть, что составы ПВ, определяемые равенствами (х) и (»{), резко отличаются друг от друга. Однако теплоты образования ПВ для этих двух'случаев оказываются равными QoSp пв"^ = 1,5-94,0 + 1,5.26,7 + 1,5-57,5 = 267,3 ккал/моль BB и^-^^= = 3-26,7 + 3-57,5 = 252,6 нкал/моль BB, т.е. очень близкими между собой (здесь и далее используются табличные значения теплот образования продуктов взрыва: 0.^.0 =9^ ккал/моль; Qc^ = 26,7 ккал/моль;?„^^ = 57,5 ккал/моль).
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 60 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.