1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 21
Текст из файла (страница 21)
=-', а+С. (Т') При Т= 3085' К О!Т = 1. Это по таблицам функций Сл(6/Т) соответствует значению Си=1,828= 1,83 н С,= — 1т+1,83= б = 6,80 кол/моль град. При очень высоких температурах, кроме перечисленных слагаемых, необходимо учитывать энергию электронного возбуждения. В настоящее время составлены таблицы теплоемкостей различных газов, учитывающие все перечисленные факторы. Для практических расчетов результаты удобно иметь выраженными аналитической зависимостью. Обычно она дается в виде степенного ряда (С=аз+а,Т+а,Т'+...! с точно вычисленными коэффициентами.
В практике вычисления температур взрыва часто пользуются двучленнымн формулами Каста для средних молекулярных теплоемкоотей в интервале температур от 0' до з 'С. Для двухатомных газов с,=4,8+4,5 ° 10 'г. Для паров воды с,=4,0+21,5 10 'а. Для углекислого газа с, =9,8+-5,8 ° 10 'т. Для четырехатомных газов с,=100+45 ° 10 'г. Для пятиатомных газов с,=!2,0+4,5 ° 10 'г. Сравнение результатов определения средних теплоемкостей по формулам Каста н по внутренним энергиям показывает, что по формулам Каста получают заннженныс значения теплоем- 1Об [гл ш теРмохнмня ВЗРывчАтых веществ кости и, следовательно, завышенные значения для температуры взрыва. Температуру взрыва можно также рассчитать, если известна внутренняя энергия продуктов взрыва.
Если процесс идет при постоянном объеме, то в предположении, что вся теплота реакции расходуется на нагрев продуктов взрыва, можно написать: е 0 =ХкгбЕг, 1 р где Я, — теплота взрыва, приведенная к 0'С; пг — число грамм- молей 1-го продукта взрыва; ЬЕ» — изменение внутренней энергии 1-го продукта взрыва в интервале температур 0' — ! 'С. Значения ЬЕг для некоторых газов и А!ЗОЗ приведены в табл. 40. Таблица 40 Внутренние энергии продуктов взрыва (ккал(моль) АЬОа со со. н, н.о1„! н,о! ! сн, Определим в качестве примера температуру взрыва тэна, приближенная реакция взрывчатого превращения которого может быть написана так: СЗНзО~гг!а = ЗСОг + 2СО + 4НЗО + 2Хг.
Теплота взрыва Я,! 1 489 ккал/моль. 1 00 500 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2000 22 00 2 400 2600 2 800 3000 3 3!О 3400 3600 3800 4000 4 3!О 4 400 4600 48 00 5000 0,50 2,61 5,58 6,85 8,15 9,46 10,80 12,14 13,50 14,87 16,25 17, 63 19,01 20,41 21, 80 23,29 24,61 26,01 27,43 28,84 30,26 31, 68 33,10 0,73 4,36 9,87 12, 23 14,64 17,11 19,62 22,14 24,70 27,27 29,86 32,47 37,74 40,39 43,05 45,72 51,10 53,80 56,51 59,24 61,97 0,49 2,50 5,!3 6.25 7,41 8,61 9,84 11,11 12, 40 13,72 15.06 16,42 17,79 19,19 22,01 23,45 24,88 30,75 32,22 0,61 3,28 7,24 9,06 10,85 12,78 14,77 16,81 18,89 21, 03 23,19 25,38 27,57 29,79 32,06 34, 33 36,61 41,19 43,49 45,81 48,14 50,48 10,84 13,51 17,47 19,23 Ю,ОВ 23,01 23,12 31,26 33,42 35,61 42, 29 44,61 46, 84 49,13 51,42 53,72 56,04 58,37 60,71 0,51 2,75 5,93 7,26 8,62 1О, 00 11,41 12,84 14,28 15,76 17,25 18,77 20,28 21,84 23,39 24,97 ге,!5 29,76 31,88 33, 00 34,63 0,50 2,57 5,50 6,75 8,03 9, ЗЗ 10, 65 11,99 13, 33 14,69 16,06 17,43 18,81 21,59 22,99 24,38 25,79 27, 20 28,61 31, 45 32,87 0,51 2,69 5,76 7, 06 8,38 9,72 11, 08 12, 44 13,82 15,21 16,60 18,00 19, 40 97,81 22,22 23,65 25,07 26, 50 27,94 29,39 30,84 32, 30 33,76 0,71 4,78 12,48 16,10 19,94 23,94 32,30 36,62 41,01 45,45 49,% 54,49 59, 03 63,63 68,23 72, 86 77,51 82,17 86,87 91ДВ 96,29 100,91 0,68 9,81 12,47 15,28 18,Л 21,25 24,37 27,55 34,09 37,43 44,77 47,60 51,03 54,49 57,97 61,45 71,98 75,51 2,0 12,1 27,5 34,3 41,5 49,1 57,0 65,3 99,8 108,4 117,0 125,6 134,2 142,8 151,4 160,0 168,6 177,2 6 16! !07 темпеРАТРРА ВЗРЫВА Пусть температура взрыва !'=4000'С.
Тогда ,~Е,ЬЕ =496,90 ккал, что на 7,9 ккал больше ЯР1В1. Пусть теперь температура взрыва ! = 3800'С, это дает Ел1ЬЕМ =471,26 ккал, лто на !3,74 ккал меньше теплоты взрыва. Полагая, что в небольшом температурном интервале (200') внутренняя энергия линейно изменяется с температурой, получим, что при изменении температуры на градус внутрен- няя энергия продуктов взрыва изменится на 496,90 — 471,26 = 0,1282 ккал/град. Температура взрыва равна г = 4000 — о 1969 — — 3939' С вЂ” 4210' К.
Иногда необходимо в различных смесевых взрывчатых веществах изменить температуру взрыва. Температура взрыва определяется выражением Х ° Х" ' где Я1 — теплота образования продуктов взрыва, Яд — теплота образования компонентов взрывчатой смеси. Анализируя приведенную формулу, можно установить, что температура взрыва увеличивается с увеличением теплоты образования продуктов взрыва и уменьшением теплоты образования компонентов ВВ при уменьшении или сравнительно слабом возрастании теплоемкости продуктов взрыва.
Температура взрыва может быть также повышена за счет введения легко окисляющихся веществ, которые при таком (или меньшем) расходе кислорода на их окисление, как и на окисление углерода или водорода, дадут большее количество тепла. Из примесей, введение которых во взрывчатые составы оказывается полезным для повышения температуры взрыва, могут быть названы алюминий и магний в тонко измельченном состоянии. Эффективность введения в аммониты алюминия и магния для повышения их температуры взрыва подтверждается следующими данными для теплоты сгорания: Реакция Тепловой эффект реакции 2А! + 1,5 02 = А!гОР 393,3 ккал или 3,85 ккал/г.
ЗМ8+1,50,=ЗЛО, 437,4 ккал илн 3,61 ккал!г, 1,5С+ 1,5 О, = 1,5СО,. 141,5 ккал или 2,24 ккал/г. ЗНА+1,50,=3Н,О. 173,4 ккал или 3,21 ккал!г. 108 [гл. ш твемохнмия ззеывчхтых веществ Отношение теплового эффекта реакции к теплоемкости ее продуктов оказывается наиболее высоким для А!зОз и МпО, что свидетельствует о повышении температуры взрыва при введении этих металлов в состав взрывчатой системы. Введение алюминия и магния, безусловно, повышает мощность и работоспособность ВВ (фугасное действие).
Однако экспериментально доказано, что введение этих веществ в бризантные ВВ, несмотря на увеличение суммарной теплоты взрывчатого превращения, снижает скорость детонации; Это обстоятельство позволяет предположить, что реакция окисления алюминия и магния является вторичной по отношению к процессу детонацнонного превращения ВВ. Последнее означает, что введение этих добавок непосредственно не должно увеличивать температуру на фронте детонационной волны. Образование окислов А!зОз и МпО может происходить в результате взаимодействия этих металлов с продуктами взрывчатого превращения ВВ и, вероятно, за счет их окисления кислородом воздуха.
В любом случае реакция является энергетически выгодной, что и обусловливает повышенное фугасное действие ВВ, особенно аммонитов, содержащих алюминий и магний. Во многих случаях необходимо понизить температуру взрыва или сгорания, что особенно важно для порохов. С подобного рода необходимостью мы также встречаемся прн ведении подрывных работ в шахтах, опасных по газу и пыли. Для используемых в таких шахтах взрывчатых веществ температура продуктов их взрывчатого превращения не должна превосходить определенных величин.
Понижение температуры взрыва ВВ осуществляется за счет мероприятий, прямо противоположных используемым с целью повышения температуры взрыва, т. е. путем уменьшения теплоты образования продуктов взрыва, увеличения их теплоемкости и увеличения теплоты образования самого ВВ.
Практически это достигается ухудшением кислородного баланса, введением специальных примесей, увеличивающих общую теплоемкость продуктов взрыва. С этой целью может быть рекомендовано увеличение в элементарном составе ВВ отношения числа атомов Н к числу атомов С, так как теплоемкость СО и СОь рассчитанная на 1 г прн высоких температурах, значительно меньше, чем теплоемкость ! г паров воды. В безопасных ВВ в качестве примесей, понижающих температуру взрыва, применяются хлориды, сульфаты, бикарбонаты и другие вещества; в порохах — углеводороды, смолы, нитросоединения ароматического ряда и т. п.
ГЛАВА И7 РЕАКЦИИ ВЗРЫВЧАТОГО РАЗЛОЖЕНИЯ $17. Общие сведения Для оценки возможного разрушительного действия взрыва, как уже указывалось, необходимо знать удельный объем продуктов взрывчатого превращения, детонационное давление и теплоту взрыва. Эти характеристики в свою очередь определяются составом продуктов взрыва, т. е. реакцией взрывчатого превращения вещества. Состав продуктов взрыва важен также для суждения о допустимости применения различных ВВ в подземных работах, с точки зрения безвредности продуктов взрыва для человеческого организма. Реакции взрывчатых превращений могут быть установлены теоретически и по данным о составе охлажденных продуктов взрыва. Точное определение состава продуктов взрыва, а следовательно, и теплоты взрыва представляет собой весьма сложную задачу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
