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 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 394 >> Следующая


В связи с тем, что в составе реальных ПД, наряду с газообразными, могут присутствовать и конденсированные компоненты, возникает проблема выбора уравнения состояния этих веществ. Продукты детонации CHNO-BB с отрицательным кислородным балансом, как правило, содержат значительное количество твердого углерода, оказывающего влияние на параметры детонации и термодинамические характеристики ПД. Для описания сжимаемости свободного углерода, обнаруженного экспериментально и идентифицированного как графит, обычно используют уравнение состояния Кована [6.50].

Однако предположение об образовании конденсированного углерода в форме графита не позволяло с достаточной точностью рассчитать параметры детонации BB, имеющих как положительный, так и отрицательный кислородный баланс, несмотря на уточнение коволюмов газообразных ПД и подгоночных коэффициентов уравнения BKW. Для повышения точности расчета Мейдер [6.27] предложил два набора параметров уравнения BKW, получивших название «набор RDX» и

6.3. Термодинамический расчет

151

«набор TNT» и предназначенных для BB, близких по содержанию конденсированного углерода в ПД к гексогену или тротилу. Кроме того, он рассмотрел возможность частичной газификации графита.

Для уточнения расчета состава и изоэнтроп расширения ПД, а также во избежание неопределенности от использования двух наборов параметров, авторами работы [6.29] предложен единый «набор BKW-R» со специально подобранными коэффициентами для газообразных ПД и эффективным значением энтальпии образования графита, отличным от стандартного [6.11, 6.12] вследствие очень высокой дисперсности твердых частиц углерода.

Однако на фазовой диаграмме состояния углерода при высоких давлениях (рис. 6.4) точки, соответствующие расчетным значениям температуры и давления ПД в плоскости Чепмена - Жуге для конденсированных BB, расположены выше линии фазового равновесия графит — алмаз, т.е. в области термодинамической стабильности алмаза или жидкого углерода. Из этого следует, что конденсированный углерод в ПД высокоплотных BB должен находиться в алмазной фазе или (для BB с наиболее высокой температурой ПД) в фазе жидкого углерода.

Рис. 6.4. Фазовая диаграмма состояния углерода при высоких давлениях: 1-3 — линии равновесия фаз [6.46]; 1' -3' — данные работы [6.51]; 1" — [6.52]; 4-10 — параметры ПД в плоскости Чепмена-Жуге согласно уравнению состояния BKW для нитрометана (ро = 1140 кг/м3), тротила (1600), тетрила (1700), TATB (1900), гексогена (1800), октогена (1900) и бензотрифураксана

(1900) соответственно, 5' — изоэнтропа расширения ПД THT Рис. 6.5. Зависимость скорости детонации от начальной плотности BB: 1 — расчет по BKW-RR. (С — алмаз или графит); 2 — область сосуществования двух фаз углерода; 3 — экспериментальные данные [6.4, 6.27, 6.29, 6.53]; 4 — аппроксимация эксперимента [6.53]

В рамках физически обоснованного предположения о существовании углерода в фазе алмаза, авторами работы [6.36] получен новый набор параметров уравнения BKW, названный BKW-RR, коэффициенты которого подбирались так, чтобы минимизировать среднеквадратичное отклонение расчетных значений скорости идеальной детонации от экспериментальных для 48 индивидуальных CHNO-BB. При этом использовалась фазовая диаграмма состояния углерода, рассчитанная в равновесных условиях без учета сжимаемости алмаза и жидкого углерода, энтальпия образования которых полагалась равной нулю. Для повышения точности расчета параметров, соответствующих началу излома на экспериментальных D(po)- зависимостях, обусловленного изменением фазового состояния углерода в плоскости Чепмена-Жуге, потребовалось уточнение [6.52] линий фазового равно-

152

6. Термохимия и термодинамика

весия углерода и его энтальпии образования с учетом влияния формы и размера кристаллов графита и алмаза (см. рис. 6.4, поз.1"). Фазу жидкого углерода не рассматривали из-за ее недостаточной изученности.

Наборы параметров, входящих в описанные выше модификации уравнения BKW представлены в табл. 6.6.

Таблица 6.6

Значения коэффициентов уравнения BKW, коволюмов газообразных компонентов ПД и энтальпии образования конденсированного углерода

Коэффициенты
BKW
RDX
TNT
BKW-R
BKW-RR

а
0.500
0.500
0.500
0.500
0.517

?
0.100
0.160
0.096
0.176
0.103

к
11.850
10.910
12.680
11.800
12.600

в
400
400
400
1850
1887

вещества
коволюмы

N2
380
380
404
441

H2O
360
250
270
244

CO2
670
600
610
610

СО
390
390
440
420

CH4
528
528
550
550

NH3
476
476
384
384

NO
386
386
386
386

O2
325
350
325
409

H2
180
180
98
98

HF
389
389
389
389

CF4
1100
1330
1100
1100

NF3
750
750
750
750

F2
387
387
387
387

СК,АН°,
62.805
0
0
50.244
Графит - 0

кДж/моль
(графит)
(графит)
(графит)
(графит)
Алмаз - 0

На рис. 6.5 представлены рассчитанные с использованием уравнения BKW-RR и фазовой диаграммы состояния углерода [6.52] зависимости скорости детонации от начальной плотности для BB: ТНТ, ТГ-50/50 и ТГ-75/25 в сопоставлении с экспериментальными данными [6.4, 6.27, 6.29, 6.53]. Излом расчетных зависимостей D(po) в диапазоне плотностей ро = 1450...1600 кг/м3 соответствует переходу конденсированного углерода в ПД из области термодинамической стабильности графита в область алмаза (см. рис. 6.4) и качественно согласуется с экспериментальными данными. Однако для прогнозирования результатов синтеза ультрадисперсных алмазов (УДА), какими являются алмазы, образующиеся в ПД [6.54, 6.55], помимо фазовой диаграммы состояния углерода (полученной экспериментально в статике или рассчитанной в равновесных условиях) необходимо знать кинетические закономерности образования и роста кристаллов УДА, которые на сегодняшний день еще мало изучены.
Предыдущая << 1 .. 68 69 70 71 72 73 < 74 > 75 76 77 78 79 80 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.