1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 25
Текст из файла (страница 25)
$ !8) ехсчет состлвл пеодтктов взеывчлтого пеевгхшвния !29 При этом составе продуктов взрыва Я, = 1528 икал/кг; Т = 4550' К, что близко к избранной температуре. Таким образом, уравнением реакции взрывчатого разложения смеси можно считать СмпвНм вОммй)~ге> = 8 00 СОз+5 13 СО + 11 11НзО+ +2.06 О, +8,95 Их+ 1528 нкал!кг. Вторая группа ВВ, Указать точную границу между второй и третьей группой взрывчатых веществ не представляется возможным.
Одно и то же ВВ в зависимости от условий может детонировать либо с образованием одних газообразных продуктов, либо с частичным выделением свободного углерода. При прочих равных условиях с увеличением плотности заряда (что равносильно повышению детонационного давления) вероятность образования свободного углерода увеличивается. Сильное влияние на характер продуктов взрыва оказывает также форма взрывчатого разложения, Так, нитроцеллюлозные пороха прн обычных условиях применения относятся ко второй группе; при детонации они выделяют некоторое количество свободного углерода, т.
е. ведут себя в этих условиях подобно ВВ третьей группы. По мере уменьшения содержания кислорода в молекуле ВВ (или молекулах смеси) все большее значение начинает приобретать реакция 2СО ~ — СО,+С, и вероятность выделения углерода увеличивается. Однако существует ряд ВВ с таким соотношением кислорода и горючих элементов в молекуле, которое определяет их принадлежность ко второй группе при любых условиях. Типичными представителями таких ВВ являются тэн и гексоген, при взрывчатом разложении которых всегда образуются лишь одни газообразные продукты. Для взрывчатых веществ тина С,НьО,Ма характерным признаком принадлежности их ко второй группе является а+ — > с> а. ь (18,27) Этому признаку не удовлетворяет, например, большинство нитропроизводных ароматического ряда, в том числе тротил, ксилил и др.
Пикриновая кислота и тетрил, для которых это условие выполняется, при больших плотностях детонируют с выделением заметного количества свободного углерода. На основе анализа экспериментальных данных Малляр и Ле-Шателье предложили приближенное правило для определения состава продуктов взрыва применительно к ВВ 9 Фцзика взрыва 130 [гл. ш евлкции взгывчлтого елзложвния с отрицательным кислородным балансом. При этом онн исходили из следующей гипотезы. В момент взрыва образуются только продукты прямого окисления, а именно, кислород сначала окисляет углерод в СО, а его оставшаяся часть распределяется поровну между Нз и СО, в результате чего частично образуется СОз и НзО.
По изложенному правилу ориентировочное уравнение взрывчатого разложения тэна будет С(СНзОХОз), — ~ 5СО+4Н,+3,50, +2Х, — ~ — + 3,5СОз+1,5СО+3,5Н,О+0,5Нз+2Х„ что в общем довольно близко отражает действительный состав продуктов взрыва тэна. Однако для ряда других ВВ применение этого правила приводит к заметным отклонениям от результатов теоретического расчета и экспериментально установленного состава продуктов взрыва, Отклонение объясняется прежде всего тем, что сам принцип равного распределения кислорода между СО и Нь принятый указанными учеными, не обоснован и базируется на правиле наибольшего выделения. тепла, согласно которому обе реакции 2СО + От — + 2СО, + 2 ° 68,1 ккал, 2Н,+О, — ~ 2Н,О+2 68,3 клал (при воде жидкой) являются примерно равновероятными. Очевидно, однако, что при одинаковых давлениях и температурах диссоциация СОз развита в значительно большей степени, чем диссоциация НзО, вследствие чего реакция образования НзО будет превалировать над реакцией образования СО,.
Основываясь на этих соображениях и анализе результатов точного вычисления равновесных состояний между продуктами взрыва, Бринкли и Вильсон разработали правила приближенного определения реакции взрыва, считая при этом возможным полностью пренебречь диссоциацией водяных паров. Для взрывчатых веществ, удовлетворяющих условию Ь а+ —,) с) а, приближенное уравнение взрывчатого разложения имеет вид б I ьт С НьО.Хз — + 2 НзО+(с — а — ~ [СО,+ +(2а — с+ ~-)СО+ ~ Хм Применительно к гексогену и тэну это правило дает С,НфО,Х, — ~- ЗНзО + ЗСО + ЗХ„ С (СНсОХОз)х ~' ЗСОх+ 2СО +4НхО + 2Хз.
9 181 расчет составл продуктов взрывчлтого преврлщения 181 Для сравнительной оценки приближенного метода в табл. 46 приводятся данные о составе продуктов взрыва тэна, полученные из эксперимента в условиях весьма быстрого их охлаждения, а также на основании теоретического вычисления равновесных состояний. Таблица 46 Состав продуктов взрыва тэна, в молях на грамм-молекулу ВВ Состав во окопе. рнментальным ааннм» Прнблнмевнма состав Состав во равно- весным ленным Пролукты аетонавин СО СО. )(то Нт . Хт . б(О 3(3,5) 2(1,5) 4 (3,5) — (0,5) 2 (2,0) 3,1 1,9 3,5 0,5 2 2,9 2,1 3,5 0,5 1,8 0,4 Соотношение между СО, СОм НгО и Нм по-видимому, должно определяться равновесием водяного газа: СО + Н,О +.— СОг + Н,. Для нахождения неизвестных можно составить следующие уравнения: х+у= а, 2х+у+и =с, б я+и= —, Из табл.
46 видно, что приближенное уравнение в данном случае находится в удовлетворительном согласии с результатами эксперимента и теоретического расчета (в скобках указаны данные, полученные по приближенному методу Малляра и Ле-Шателье). Основными продуктами взрыва ВВ второй группы являются СОм НгО, СО, Н, и Хг. Кроме того, у взрывчатых веществ, близких к первой группе, в продуктах взрыва может быть незначительное количество Ог и )л)О. Пренебрегая этим, реакцию взрывчатого превращения можно выразить уравнением С,НбО,Хл —— х СО, +у СО+я На+и «гО+ 2 а (г 132 [гл.
ш реакции Взрывчатого разложения Реакция равновесия водяного газа протекает без изменения объема, поэтому Кр = Ке = К . Задаваясь температурой взрыва Ть находим К„по графику (рис. 32). Этот график составлен по уточненным данным для К„до Т=ЗЯОО'К и экстраполирован на более высокие температуры. Решение системы сводится к решению квадратного уравнения. Определив значения х, у, з и и, составляют уравнение разложения данного ВВ и по составу продуктов взрыва вычисляют яю глю зяю зяю ахп «лю ию дзю трк Рис.
32. Зависимость К от температуры дав реакции со+н,о — со,+н, соответствуюшую температуру Тт. Если разность Т,— Т, окажется небольшой, то найденный состав продуктов принимают за искомый. Если эта разность велика, то задаются новой тему +т пературой, за которую обычно принимают 2 ', и повторяют расчет. Для обоснованного выбора температуры Т1 целесообразно ее определить, исходя из приближенного уравнения реакции данного ВВ. Методику расчета поясним на конкретном примере.
Определим состав продуктов взрыва гексогена. Приближенное уравнение реакции взрыва для этого ВВ— СаНаОаНа — ~ ЗНаО+ЗСО+ЗМа+ (~.. Определяя отсюда температуру взрыва, находим Тж 3700'К. Зададимся температурой Тс = 3300'К, при которой К =3,30, 8 181 засчет составл пеодлктов взеывчатого пвевелщвния 133 Теперь напишем уравнение взрывчатого разложения гексогена в виде СзНзОзйа — а хСО, +у СО+и Н,О+а Н, +ЗХз+9е. Для нахождения неизвестных будем иметь х+у=З. 2х+у+и =6, и+а=3, = 8,3.
хг Решая эту систему относительно х, находим 13— хз или 9,3х'+бх — 9=0, откуда х=0,76; у=2,24; и=2,24; а=0,76. Таким образом, при 7=3800'К состав продуктов взрыва будет СзНаОайз — в 0,76 СО, +2,24 СО+2,24 Н,О+0,76 На+Зал. Проверим правильность избранной температуры. Теплота образования продуктов взрыва Оьз 260,4 ккал Теплота образования тексогева ..
. . <;> — 20,9 клал 281,3 ккал7мола. Теплота взрыва........ 0е= Определив температуру взрыва, получим Тз = 3750' К. Третья группа ВВ. К ней относятся органические ВВ с существенно отрицательным кислородным балансом, в продуктах взрыва которых может содержаться свободный углерод. Определяющим признаком принадлежности ВВ к третьей группе является ь и+ 2 вс. (18,28) Как уже было указано, точное определение границы между второй и третьей группами не представляется возможным. что близко к заданной. Таким образом, написанную реакцию можно принять в качестве уравнения взрывчатого разложения гексогена.
Исходя из этой реакции, далее определим Я„= 222 — — 1270 икал/кз и 1'о= ' 222 — — 910 х!кз. 281,7 . 10а 22,41 ° 9 ° 1000 134 [гл. <ч еехкции взеывчлтого елзложения Критерий (18, 28) следует понимать лишь в том случае, что взрывчатые вещества, ему удовлетворяющие, при соответствующих условиях опыта могут детонировать с образованием свободного углерода. Эти условия, как будет показано ниже, могут быть определены теоретическим расчетом.
При любых условиях относятся к третьей группе лишь те ВВ, в молекуле которых кислорода не хватает даже для окисления всего углерода в СО (а) с). Типичным представителем таких ВВ является тротил. Продукты взрыва третьей группы, как показали исследования, главным образом состоят из СО, Н,О, С, Хе и незначительных количеств СО< и Нь Если последними пренебречь, то приближенное уравнение реакции для этой группы, согласно Бринкли и Вильсону, в общем виде будет: С.Н„О,Х, — — Н,О+( — -) СО+ +(а — с+ — ) с+ 2 Хе. (18,29) По мнению этих исследователей, уравнение (18,29) достаточно точно характеризует состав продуктов детонации при высоких плотностях ВВ и в большинстве случаев дает очень близкое совпадение с теорегнческими данными.
В соответствии с выражением (18,29) реакции взрывчатого разложения пикриновой кислоты и тротила должны быть написаны следующим образом: С,Н,(ХО,), ОН вЂ” 1,5Н,0+5,5СО+0.5С+1,5Х„ С<Н,(ХО,), СН, — ь 2,5Н,О+3,5СО+3,5С+1,5Х,. Эти данные интересно сопоставить с результатами уточненных расчетов, произведенных Бринкли и Вильсоном. При вычислении равновесного состояния для продуктов взрыва тротила они исходили из следующих возможных реакций: Н<О+СΠ— СО<+Не 2ХО+2не +:— <' 2Н<О+Хе, 2СО ~ — СО<+С Зне+СО ~< — — СН<+Нго.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
