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)
Физика взрыва - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 832 c.
ISBN 5-9221-0219-2
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzr2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 394 >> Следующая


Из сказанного следует, что реальная теплота взрыва, которая может быть экспериментально определена, рассчитана или реализована, есть величина непостоянная. Она зависит от того, при какой степени расширении газов будут выполнены измерения или расчёт. Поэтому при расчетах теплоты взрыва необходимо задаваться некоторым конечным состоянием ПВ, соответствующим моменту завершения отбора тепловой энергии от ПВ. Такому условию может, например, отвечать давление в ПВ, равное давлению среды, в которой произведен взрыв, т.е. моменту полного торможения расширяющихся ПВ.

В многообразии возможных значений <ЭВзр обычно выбирают два значения, отвечающие двум характерным точкам состояний ПВ: в начальный момент взрыва, т.е. в самой детонационной волне после завершения разложения BB (в точке Чепмена-Жуге) и при расширении газов до давления окружающей среды (воздушной, горной, водной). Соответствующие теплоты А. Я. Апин и Ю. А. Лебедев условно назвали «детонационной» и «фугасной» теплотами взрыва. Однако и эти величины нельзя рассматривать как некоторые константы BB, зависящие только от их химического состава. Детонационная теплота может меняться в зависимости от давления в детонационной волне, которое в сильной степени определяется плотностью заряда BB, а фугасная теплота — давлением внешней среды и газодинамическими условиями процесса расширения ПВ.

Наиболее определенной термодинамической величиной является Qmax> отвечающая максимальному тепловому эффекту, возможному при взрыве данного BB,

128

6. Термохимия и термодинамика

и наибольшему значению энтропии S системы. Qmax достигается в том случае, когда образуются высшие окислы горючих элементов, содержащихся в ВВ. Qmax является константой BB, так как она определяется только химическим составом BB и не зависит от начальных и конечных параметров состояния ПВ.

Отличия по крайним значениям детонационной и фугасной теплот взрыва могут быть большими или меньшими в зависимости от химического состава ВВ. Они меньше для BB, в которых кислорода достаточно для полного окисления горючих элементов до их высших окислов, и больше для BB с недостатком кислорода. Обеспеченность состава кислородом характеризуют кислородным балансом BB (КБ) или кислородным коэффициентом OJfc,

Кислородный баланс вычисляется как разность между массовым количеством кислорода, содержащимся во взрывчатом веществе, и количеством кислорода, потребным для полного окисления горючих элементов, входящих в его состав. При этом полагается, что азот, содержащийся в молекуле BB, выделяется в свободном виде N2- Расчет обычно ведется на 100 г BB, в соответствии с чем КБ выражается в процентах. Если во взрывчатом веществе содержится кислорода как раз столько, сколько необходимо для полного окисления входящих в его состав горючих элементов (углерода и водорода), то вещество имеет нулевой КБ. Если кислород содержится в избытке против указанного количества, то кислородный баланс BB положителен, если же кислорода недостаточно для полного окисления горючих элементов, то КБ отрицателен.

Определим кислородный баланс BB, имеющего химическую формулу CaHftNcOd и молекулярную массу M = 12а+о-|-14с-|-16е"(г/моль), как разность X = Х\ —X2, где Xi = (16d • 100) /М (количество граммов кислорода, содержащегося в 100 г BB); X2 = (16 • (2а + Ъ/2) ¦ 100)/М (количество граммов кислорода, необходимое для полного окисления входящих в его состав BB горючих элементов — углерода, согласно реакции С + O2 -ь CO2, и водорода, согласно реакции Н2+ 0,502 —> H2O).

Кислородным коэффициентом а* называют отношение количества атомов кислорода в молекуле BB к тому количеству, которое необходимо для полного окисления содержащегося в BB углерода до углекислого газа (CO2) и водорода до воды (H2O):

а" = 2аТьТ2 <6-3)

Если кислородный баланс может быть положительным, нулевым или отрицательным, то кислородный коэффициент всегда положителен. КБ не является характеристикой степени насыщенности молекулы кислородом, а только указывает на то, сколько граммов кислорода необходимо добавить для полного окисления горючих элементов, находящихся в 100 г ВВ. Кислородный коэффициент определяет истинное соотношение горючего и окислителя и является характеристикой степени насыщенности молекулы кислородом. Сбалансированности химического состава BB по кислороду отвечают КБ, равный нулю и = 1.

Уравнение реакции взрывчатого разложения конденсированных BB Уравнение, связывающее химическую формулу BB с составом конечных ПВ, называют уравнением реакции взрывчатого превращения. Такое уравнение не может дать ни представления о комплексе элементарных процессов, протекающих в зоне химических реакций (зоне «химпика») ДВ, ни точного описания текущего химического состава ПД в расширяющихся ПД (от состояния в плоскости Чепмена-Жуге ДВ, через подвижное равновесие на изоэнтропе до конечного состояния, отвечающего полностью расширившимся и остывшим до нормальных условий или

6.1. Тепловые эффекты взрыва

129

условий калориметра ПВ). Оно показывает лишь конечный результат реакции химического превращения BB в продукты детонации. Вместе с тем, знание этого уравнения имеет большое значение для практики, так как по этому уравнению ведется расчет теплового эффекта взрыва и определяется объем образующихся газообразных продуктов взрыва. Очевидно, что при этом, в сравнении со строгим термодинамическим расчетом равновесного состава ПД, вносятся большие ошибки, однако они не настолько велики, чтобы серьезно исказить общее направление реакции взрывчатого превращения конденсированного ВВ.
Предыдущая << 1 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.