Источники энергии взрыва и классификация наиболее распространенных взрывчатых систем

Необходимые и достаточные условия протекания реакции в форме взрыва
1. Выделение тепла – источники : экзотермические реакции окислительно-восстановительного типа и распад эндотермических соединений. Принцип Харитона: любая экзотермическая реакция способна к детонации. Принцип объемной концентрации энергии.
2. Большая скорость химической реакции. Теплота горения бензина на порядок выше теплоты взрыва тротила, но развиваемая мощность в последнем случае на 7 порядков выше. Принцип контакта горючего и окислителя.
3. Наличие газов в продуктах реакции. Газы – рабочее тело взрыва. Принцип разогрева газов в собственном объеме. Максимальное давление взрыва газопаровоздушных систем порядка 1 МПа, конденсированных систем 1000 – 10000 МПа.
4. Способность реакции к самораспространению. Принцип выполняется при превышении теплоты реакции над энергией активации химической реакции или температуры горения над температурой воспламенения. Теоретические основы взрывобезопасности.

Основные виды превращения взрывчатых систем и их взаимный переход
Медленное химическое превращение
(все системы, реакция в объеме, скорость
определяется температурой и концентрацией)
Тепловое или цепное самовоспламенение
Горение (только горючие системы, процесс
распространяется узким фронтом, скорость
определяется температурой горения и
условиями теплопередачи)
Взрывное или конвективное горение (скорость
определяется интенсивностью конвекции)
Детонация (только взрывчатые системы,
сверхзвуковая скорость)
Зажига-
ние
Ударная
волна
Красным цветом отмечены
нестационарные процессы

Диаграмма Семенова

ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ЦЕПНОЙ РЕАКЦИИ ОТ ДАВЛЕНИЯ

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ В ЗАКРЫТОМ ТИГЛЕ
1- зажигающая горелка; 2 - заслонка; 3 - термометр; 4 - пружинный механизм; 5 – крышка; 6 - мешалка; 7 – тигель; 8 - штифт-фиксатор крышки

ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ В ОТКРЫТОМ ТИГЛЕ
1-нагревательная ванна; 2-кольцо из паронита; 3-фарфоровый тигель; 4 – термометр; 5 – держатель термометра; 6 – штатив; 7 – подставка для горелки; 8 – газовая горелка; 9 – нагревательное устройство; 10 – асбестовая прокладка.

Распределение температур в зоне нормального горения

ФОТОРЕГИСТРАЦИЯ ГОРЕНИЯ

Диаграмма воспламеняемости

ФОРМА ФРОНТА ПЛАМЕНИ

Схема перехода горения в детонацию

МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Изменение давления во фронте ударной волны

Формулы для расчета давления в ударных волнах
dP = A *m + B *m2 + C *m3, где m = Cтнт1/3 / R
1.Для расплавов: dP = 113,4 *m + 185,9 *m2 + 9,02 *m3
2.Формула Садовского: dP = 95 *m + 390 * m2 + 1300 * m3
3.Точечный взрыв: dP = 98,8 * m + 147,4 * m2 + 592,6 * m3 - 1,92
4.По НПБ 107-97: dP = 80 * m + 300 * m2 + 500 * m3
5. По ПБ 09 – 170 – 03: R = K * Ctnt 1/3 / (1 + (3180/СТНТ2)1/6
СТНТ, кг 10 100 1000 10000 100000
А 9,3 22,2 47,5 70,15 71,4
В 53,4 240,85 1058,9 2284,4 2365
С -16,8 -160,2 -1381,4 -4329,9 -4538,6
6.По ЕПБВР: R = K 1* CТНТ1/2
СТНТ, кг 10 100 1000 10000 100000
А 74,4 107,3 158,3 231,2 339,2
B 578,3 1461 3101,3 6781,5 14622,3
С -690,1 -2638,8 -8191,1 -26388,4 -83649,4
dP = 74,4 * m * n+ 578,3 * (m * n)2 – 690,1 * (m*n)3
7.По обобщенной формуле:
dP = 113,4 * m * n+ 185,9 * (m * n)2 + 9,02 * (m*n)3,
где n = 1,47 А* (lg Cтнт - 1)), А = 1 (по ЕПБВР)
А = 1 (при СТНТ =< 10 кг), А = 1 (при СТНТ > 10 кг)

СХЕМА ОТРАЖЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН

ОТРАЖЕННАЯ ВОЛНА

МАХОВСКАЯ ВОЛНА

ВОЗДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

ЗАВИСИМОСТЬ СКОРОСТИ ДЕТОНАЦИИ ОТ СОСТАВА СМЕСИ

ИНТЕРФЕЙС ПРОГРАММЫ НПБ 105-03