1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Согласно этой формуле при заданном конечном значении 1„! мощность взрыва В должна неограниченно возрастать по мере уменьшения времени т, а при т-РО В-+со. Несостоятельность формулы (1,1) обусловлена тем, что в ней в качестве критерия мощности взрыва, т. е. работы, которую,! способны производить продукты взрыва в единицу временнр. ошибочно принята величина, пропорциональная скорости Р распространения взрыва по заряду, или скорости выделения энергии в процессе реакции взрывчатого разложения.
Заметим, что мощность, отнесенная к единице объема продуктов взрыва в' условиях свободного их истечения в пустоту, 5 11 яВление ВзрыВЛ должна быть пропорциональна рг7а, где р — плотность продуктов взрыва н и — скорость нх истечения в пустоту. О быстроте протекания процессов взрывчатого превращения принято судить на основании данных о линейной скорости распространення взрыва по заряду ВВ. Максимальная скорость 10 распространения взрыва для современных ВВ, прнменяемых в технике, колеблется в пределах от 2000 до 9000 м/сея.
Газообразование. Высокие давления, возникающие прн взрыве, н обусловленный нмн разрушительный эффект не смогли бы быть достигнуты, если бы химическая реакция не сопровождалась образованием достаточно большого количества газообразных продуктов. Этн продукты, находящиеся в момент взрыва в чрезвычайно сжатом состоянии, являются теми фнзнческнмн агентами, в процессе расширения которых осуществляется крайне быстро переход потенциальной энергии ВВ в механическую работу, нлн кинетическую энергию двнжущнхся газов.
Объем газообразных продуктов взрыва (приведенный к нормальным физическим условиям) некоторых ВВ приведен в таблице 3. Таблица 3 Объем продуктов взрыва Объем газообразнмз арозун- зов взрмва в . ° Названне ВВ наангвв на азнв 995 1145 1180 1105 765 715 740 690 Пироксилин (И,3% тз1. Пикриновая кислота . Тротил Нитроглицерин Таким образом, на 1 л обычных ВВ образуется около 1000 л газообразных продуктов, которые находятся в момент взрыва под очень большим давлением.
Максимальное давление прн взрыве конденсированных ВВ достигает сотен тысяч атмосфер. Подобные давления, естественно, не могут быть реализованы в условиях протекания обычных химических реакций. Прн взрыве газообразных систем увеличение объема обычно ие происходит, а в некоторых случаях взрывчатое превращение даже сопровождается уменьшением объема.
14 ОБШАя хАРАктвРнстикА ВЗРывчАтых ввществ [гл. я Примером такой реакции может служить взрыв гремучего газа 2НЯ+ Оя -+ 2НЗО.+2 ' 57,8 ккал, в результате которого происходит сокращение объема на одну треть. Однако это уменьшение объема компенсируется экзотермичностью и скоростью процесса, благодаря чему давление при взрыве все же достигает величины порядка 10 агм, Значение фактора газообразования для взрывных процессов может быть установлено на ряде реакций, при которых не образуются газообразные продукты.
Простейшей реакцией такого типа является хорошо известная термитная реакция 2А!+Ре,О,=А),0,+2Ре+198 ккал, протекающая, как правило, без взрыва, несмотря на то, что тепловой эффект реакции является достаточным для нагревания конечных продуктов (Ре, А!ЗОБ) до 3000', при которой они находятся в жидком состоянии.
В условиях воспламенения больших количеств термитной смеси иногда наблюдаются явления, напоминающие по своему характеру обычный взрыв. Анализ подобных взрывов приводит к заключению, что онн являются главным образом следствием вторичных явлений, свяванных с разогревом и расширением окружающего воздуха, а также воздуха, заключенного в рыхлой массе термитной смеси. Кроме того, может также частично происходить весьма быстрое сгорание распыленного порошкообразного алюминия за счет кислорода воздуха. В этом случае один из продуктов реакции — А!ЗОБ — будет частично находиться в парообразном состоянии.
В отличие от термитных и им подобных смесей мы также имеем ряд веществ, которые обладают всеми характерными свойствами ВВ, несмотря на то, что они при своем разложении образуют продукты, которые при нормальных условиях находятся в твердом состоянии.
Типичным примером подобных веществ является ацетиленид серебра, легко взрывающийся по следующей схеме: АдяСЗ вЂ” Р 2А8'+2С+87 нкал. Очевидно, что серебро должно вести себя в температурных условиях реакции как одноатомный газ. Таким образом, на основании установленных нами качественных закономерностей можно заключить, что только одновременное сочетание трех основных факторов — экзотермичности, скорости процесса и газообразования — в состоянии обеспечить явлению те совокупные свойства, которые придают ему характер нормального взрыва.
$21 кллсснвиклция взеывных пгоцессов $2. Классификация взрывных процессов В зависимости от условий возбуждения химической реакции, характера ВВ и некоторых других факторов процессы взрывчатого превращения могут распространяться с различной скоростью и вместе с тем обладать существенными качественными различиями. По характеру и скорости своего распространения все известные нам взрывные процессы делятся на следующие основные виды: горение, взрыв и детонация. Процессы горения протекают сравнительно медленно и с переменной скоростью — обычно от долей сантиметра до нескольких метров в секунду. Скорость горения существенно зависит от внешнего давления, заметно возрастая с повышением последнего.
На открытом воздухе этот процесс протекает сравнительно вяло и не сопровождается сколько-нибудь значительным звуковым эффектом, В ограниченном же объеме процесс протекает значительно энергичнее, характеризуется более или менее быстрым нарастанием давления и способностью газообразных продуктов горения производить работу метания подобно тому, как это имеет место при выстреле.
Горение является характерным видом взрывчатого превращения порохов. Собственно взрыв по сравнению с горением представляет собой качественно иную форму распространения процесса. Отличительными чертами взрыва являются: резкий скачок давления в месте взрыва, переменная скорость распространения процесса, измеряемая тысячами метров в секунду и сравнительно мало зависящая от внешних условий. Характер действия взрыва — резкий удар газов по окружающей среде, вызывающий дробление и сильные деформации предметов на относительно небольших расстояниях от места взрыва. Детонация представляет собой взрыв, распространяющийся с постоянной н максимально возможной для данного ВВ и данных условий скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе. Детонация не отличается по характеру и сущности явления от взрыва, но представляет собою его стационарную форму.
Скорость детонации является при заданных условиях для каждого ВВ вполне определенной константой и одной из важнейших его характеристик. В условиях детонации достигается максимальное разрушительное действие взрыва. Процессы взрыва и детонации существенно отличаются от процессов горения по характеру своего распространения: горение 1б ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 1гл. ~ передается по массе ВВ путем теплопроводности, диффузии и излучения, взрыв и детонация — путем сжатия вещества ударной волной. Более подробная характеристика различных видов взрывчатого превращения будет дана в последующих главах. $3. Классификация взрывчатых веществ В настоящее время известно огромное число взрывчатых веществ, отличающихся большим разнообразием как по составу, так и по своим физико-химическим и взрывчатым свойствам.
Для удобства изучения существующих ВВ вследствие этого имеется необходимость в их рациональной классификации. Все взрывчатые вещества могут быть подразделены на две основные группы: взрывчатые химические соединения и взрывчатые смеси. Взрывчатые химические соединения представляют собой относительно неустойчивые химические системы, способные под влиянием внешних воздействий к быстрым экзотермическим превращениям, в результате которых происходит полный разрыв внутримолекулярных связей и последующая рекомбинация свободных атомов (или ионов) в термодинамически устойчивые продукты. Большинство ВВ этой группы представляет собой кислородосодержащие органические соединения, способные к частичному или полному внутримолекулярному горению. Имеется, однако, достаточное число взрывчатых эндотермических соединений, не содержащих кислорода, которые в условиях взрыва разлагаются на свои составные элементы.
Примером такого типа соединений может служить азид свинца, разлагающийся при взрыве на свободной азот и свинец с выделением энергии, равной теплоте образования этого азида из элементов. Подобные соединения, как правило, обладают недостаточно прочной молекулярной структурой и повышенной чувствительностью к внешним воздействиям, что сильно ограничивает, а часто вовсе исключает возможность их практического использования. В качестве примера таких особенно непрочных соединений могут служить галоидные и сернистые соединения азота, как-то: НС1з, НН1ь Н,ВО которые легко взрываются от ничтожных механических воздействий. Неустойчивость взрывчатых соединений, согласно ВантГоффу, обусловливается присутствием в их молекулах особых !7 й з! кллссиФиклция взгывчлтых веществ так называемых эксплозофорных атомных комплексов, к числу которых относятся: группа С= — С вЂ” присутствует в производных ацетилена, » М вЂ” Х вЂ” в галоидных соединениях азота, » з!=!4! — в азидах, диазосоединениях, тетрозолах, » !л!=С вЂ” в солях гремучей кислоты или фульминатах, » г!=Π— в иитратах и нитросоединениях, » Π— Π— в перекисях н озонидах, » Π— С! — в хлоратах и перхлоратах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
