1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 51
Текст из файла (страница 51)
На скорость распространения детонации в твердых и жидких взрывчатых веществах существенное влияние оказывают также физические характеристики заряда. Из числа последних наиболее важными факторами являются: диаметр заряда, его плотность, агрегатное состояние ВВ, величина кристаллов (в случае твердых ВВ), наличие оболочки. Таблица 61 Влияние гелия н аргона на скорость детонации гремучего газа Своа ость сотоваввь кзсск Гвср Состав ссссо 2Н +0 (2Нв+ От) + ЗНе (2Нт+ От) + 5Не (2Нв+ От) + ЗАт (2Нт+ От)+5Аг 2819 3130 3160 1800 1700 3583 3265 3097 3265 3097 Некоторые из этих факторов оказывают влияние на возмож- ность процесса детонации и скорость ее лишь при определенных условиях, Изучением зависимости скорости детонации от диаметра за- ряда занимались Дотриш, Бихель, Каст и многие другие исследователи.
Наиболее систематические н интереоные исследо- Дк7сок ванна в этой области проведены в Советском Союзе Беляевым и Боболевым, а за рубежом Куком и др. На основании этих работ можно считать установленным, что с увеличением диаметра заряда скорость детонации повышается, достигая своего макси- ксв св о' мального значения п е ия при некото- Рлс. 83.
Заансемость скорости летором предельном диаметре о(,р, нации от диаметра заряда. который для различных взрывчатых веществ различный. Общий характер этой зависимости показан на рис. 83. Из рассмотрения литературных данных можно заключить, что для динамитных патронов и литого тротила с( порядка вр 80мм, а для прессованного тротила при ро= 1,60г/смз — около 10 мм. Предельный диаметр гексогена при ро = 1,О г/сма 284 воззгждеиив и глспеостглнвннз двтонлционных пгоцессоз 1гд'. тш составляет всего лишь 3 — 4 мм, а для литого аммотола 50/50— около 120 мм. Из предыдущей главы нам известно, что стационарный режим детонации возможен лишь до тех пор, пока диаметр заряда не достигнет- своего критического значения Н,р.
При дальнейшем уменьшении диаметра устойчивое распространение процесса невозможно прн любом по мощности инициируюшем импульсе и распространение взрыва на некотором расстоянии от места инициирования прекращается. Таким образом, при Ар скорость детонации достигнет своего наименьшего при данных условиях значения. ~Ю Критические диаметры "Ю были установлены Беляевым ба для некоторых аммонитов и Боболевым для ряда взрывча- абаасав тых соединений. Исследования Ь 'Я ф авааааааа тех же авторов показали, что ~30 с/„и с/,г даже для одного и в га того же ВВ не постоянны и '~ га существенно меняются в зависимости от плотности заряда, а Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю Ю дй оболочки н степени нзмельче- д салюпры ния ВВ. Ряс. 84. Зависимость критического Критический диаметр силь- диаметра от состава аммотола.
но зависит от химической при- роды ВВ. На рис. 84 представлена зависимость Фер от состава аммотола (смеси аммонийной селитры и тротила) по данным Беляева. Плотность зарядов изменялась в пределах 0,83 — 0,85 г/смз. Тротил и селитра перед смешением просеивались через сито с диаметром отверстий около 0,4 мм. Как видно из рисунка, критический диаметр по мере увеличения содержания селитры возрастает сначала медленно, а потом весьма резко, начиная с состава 80/20.
Скорость детонации для аммотолов состава 80/20 — 97/3 меняется от 1300 до 1!00 м/сгк. Критический диаметр чистой аммоннйной селитры прн плотности 0,7 — 0,8 г/смз оказался равным 80 †1 мм, а критическая скорость детонации — 1100 м/сгк. В табл, 62 приведены значения Ар для некоторых взрывчатых соединений, полученные Боболевым.
Заряды в этих опытах помешались в тонкостенных стеклян. ных трубках. Некоторые ВВ, отличающиеся особо высокой восприимчивостью к детонации, имеют весьма малые критические диаметры. Так, например, для стехиометрической смеси тетранитрометана 285 $44) распространенна процвссов детонации Таблица 62 Критические диаметры зарядов некоторых ВВ Размеры кристаллов, ММ Плавость, е!еле Название ВВ 11,2 9,2 2,0 1,2 0,9 0,2 — 0,07 0,75 — 0,1 0,4 0,15 — 0,025 О,1 — 0,1125 Тротил .
Пикриновая кислота Нитроглицерин твердый . Гексогея . Тая 0,85 0,% 1,00 1,00 1,00 с нитробензолом аг,р —— 0,05 мм (данные Гольбиндера). По данным Боудена критический диаметр для азида свинца гувр = 20 р (при плотности, бливкой к максимальной), а предельный диаметр дар =400 19. Скорость детонации при этом соответственно возрастает от 2000 м/сек до 5500 м/сек. При е/лзр < искр азид способен лишь к медленномУ Разложению.
Критические диаметры для типичных однородных ВВ значительно меньше, чем для ХНеМОз и аммонийно-селитренных составов. Это объясняется различием в скоростях протекания Ю, и/сек бец7 97 У5 ДР лл ЛР ' Рис. 85. Влияние диаметра заряда я степени язмельче- яяя ВВ ка скорость детонации. химической реакции во фронте детонационной волны. Критические скорости детонации зарядов типичных бризантных ВВ изменяются в пределах 2200 — 3000 м/сек. Влияние степени измельчения ВВ на величины критического и предельного диаметров.
С уменьшением размеров кристаллов ВВ И,р и Ыер уменьшаются и граница между ними сужается, что объясняется соответствующим сокращением ширины зоны реакции во фронте детонационной волны. Эта зависимость имеет общий характер как для однородных, так н для смесевых ВВ. Некоторые результаты,. характеризующие влияние степени измельчения ВВ на скорость детонации, показаны на рис. 85 (данные Боболева).
Кривая 8 относится к заряду пикри- 286 возврждвнив и распространенна двтонлционных процессов [гл. чш новой кислоты с ра —— 0,95 г/сма и размерами зерен 0,75 — О,! мм, а кривая 4 к такому же заряду, зерна которого меньшего размера. Из сопоставления кривых рис. 85 следует: а) при уменьшении величины зерна с[за и с/лр существенно уменьшаются: Лзр, мм л„, мм Размеры зерен, мк ре. з/ем' 0,75 — 0,1 Мелкие кристаллы 9,0 5,5 17,0 1 1,0 0,95 0,95 Более резко зто сказываегся на с[ар и А,р зарядов тротила (кривые 1 и 2): л„, мм Ллр з'к Рззнерн зерен, км рн е/ем' 0,85 0,85 0,2 — 0,07 0,05 — 0,01 1 1,0 5,5 30,0 9,О б) Размеры зерен не влияют на максимальную скорость детонации при заданной плотности, а только определяют, насколько быстро скорость детонации достигает предельного значения с увеличением диаметра заряда. в) Критическая скорость детонации при заданной плотности заряда также не зависит от величины кристаллов ВВ.
Установленные выше закономерности справедливы также н для взрывчатых смесей, однако /7зр и с/зр для них обычно значительно больше, чем у однородных ВВ. Так, по данным Беляева, даже для весьма хорошо измельченного динамона (12% торфа и 88% 5[Не5[Оз) диаметр вплоть до 80 млр еще сильно влияет на скорость детонации.
Отсюда можно заключить, что в условиях практического применения заряды аммонийно-селптренных ВВ во многих случаях имеют диаметры меньше предельного. Непосредственное отношение к рассматриваемому нами вопросу имеет факт аномально высокой скорости детонации, установленной Фридерихсом для зарядов из тэна при следуюших условиях.
Хорошо измельченный тэн прессовался под давлением 3000 кг/смз. Полученная шашка дробилась на кусочки размером 4 — 5 мм, которые засыпались в медную трубку диаметром 287 к 441 елспгостгьнение пгоцвссов лвтонлцнн 15 мм. Средняя плотность заряда при этом была 0,753 г/см', а скорость его детонации — 7924 м/сек, в то время как нормальная скорость детонации тэна при указанной плотности составляет всего лишь 4740 м/сек.
Отметим, что тротил и другие менее восприимчивые к детонации ВВ при этих условиях опыта не дают аномальных скоростей детонации. Имеются указания, что в рассмотренном случае детонация передается по ВВ не сплошным фронтом, а по отдельным кусочкам вещества, вследствие чего скорость детонации заряда будет приближаться к скорости, отвечающей плотности этих кусочков. Однако при этом оставался открытым вопрос, почему такое явление наблюдается для тэна нли гексогена, но не наблюдается при идентичных условиях для тротила и подобных ему по свойствам ВВ.
Исчерпывающий ответ на этот вопрос был дан Боболевым, который на основании собственных экспериментов и критерия устойчивости детонации Харитона пришел к следующему заключению. Если кусочки ВВ имеют размеры, превышающие критический диаметр, то они детонируют самостоятельно, как отдельные элементарные заряды. Детонация в этом случае распространяется не сплошным фронтом, а передается от одного элементарного заряда к другому со скоростью, свойственной им прн данной плотности.
Если же размеры кусочков меньше критического, то оии не способны детонировать как отдельные заряды, н детонация будет распространяться по веществу сплошным фронтом, как по гомогенной среде, с нормальной скоростью. Кусочки размером 4 мм меньше критического диаметра для тротила и поэтому для него мы не наблюдаем аномальной скорости детонации. Можно ожидать аномальных скоростей детонации у некоторых инициирующих ВВ, критические диаметры которых могут быть меньше, чем собственные размеры их кристалликов. Действительно, Фридерике обнаружил завышенные скорости детонации у азида свинца и гремучей ртути в диапазоне средних плотностей.
Так, например, для азида свинца при плотности 1,60 г/см' скорость детонации П = 4423 м/сек, т. е, примерно такая же, как и при плотности 3,25 г/см' (О = 4500 м/сек). Влияние оболочки на скорость и предельные условия распространения детонации. Влияние оболочки на скорость детонации зарядов ВВ заключается в том, что она ограничивает проникновение боковых волн разрежения в зону превращения и тем самым способствует более полному использованию энергии химической реакции в детонационной волне. В соответствии с этим следует ожидать более значительного влияния оболочки на процессы распространения детонации во взрывчатых смесях, в которых реакция протекает замедленно, 288 вовврждвннв н распространение двтонлционных процессов 1гл. юп по сравнению с такими восприимчивыми к детонации взрывчатыми соединениями, как тэн, гексоген и -особенно инициируюшие вещества.
Действительно, многочисленными исследованиями установлено существенное повышение скорости детонации аммонийноселитренных ВВ прн помещении зарядов в прочные оболочки. На скорость детонации инициирующих веществ оболочка мало влияет. Вообще влияние оболочки на скорость детонации для большинства бризантных ВВ проявляется заметно лишь при относительно небольших диаметрах заряда и малых плотностях. Прн высоких плотностях и больших диаметрах заряда оно не проявляется совсем, либо весьма незначительно.
Сказанное подтверждается данными Каста (табл. 63). Таблица 65 Влияние оболочки на скорость детонации литого тротила (ро — — 1,59 г/емл) Толкание стенок стальная оболонки, ММ Диаметр еарнаа, Скорость аетоненни, Мсек 2! 29 75 160 300 3 10 14,5 25 50 6555 — 6700 6700 6595 6690 6710 Аналогичные результаты получены для прессованного тротила, пикриновой кислоты и других ВВ. Опытами Беляева, Боболева и других исследователей установлено: 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
