Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Теория горения и взрыва

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

4.5. Мощность взрыва

Параметрами, определяющими мощность взрыва, являются энергия взрыва и скорость ее выделения. Энергия взрыва определяется физико-химическими превращениями, протекающими при различных типах взрывов. Для парогазовых сред энергию взрыва определяют по теплоте сгорания горючих веществ в смеси с воздухом; конденсированных ВВ – по теплоте, выделяющейся при их детонации (реакции разложения); при физических взрывах систем со сжатыми газами и перегретыми жидкостями – по энергии адиабатического расширения парогазовых сред и перегрева жидкости.

При химическом взрывчатом превращении, свойственном обычным ВВ, когда нарушаются связи атомов молекулы, происходит экзотермическое превращение этих веществ в другие, более устойчивые, преимущественно газообразные вещества. При этом выделяется около 4180 кДж тепла с 1 кг ВВ.

При ядерном взрывчатом превращении (ядерном взрыве) нарушаются не внутримолекулярные, а внутриядерные связи и соответственно выделяется большое количество энергии. Так, например, при делении всех ядер, содержащихся в 1 кг урана, должно выделяться около 8,4 • 1010 кДж тепла.

Особо от этих двух видов взрывчатого превращения находится явление взрыва, при котором не происходит ни химической, ни ядерной реакции, а причиной взрыва является большое давление газообразных продуктов, образовываемых внутри герметически закрытого сосуда. В этом случае происходит "взрыв", подобный взрывам паровых котлов и баллонов со сжатым газом. Основанные на этом принципе системы в виде патронов "кардоке", "гидрокс" и т.п. применяются в шахтах, весьма опасных по газу или пыли, где недопустим взрыв, сопровождающийся выделением пламени.

Количество выделяемой энергии зависит от скорости, быстроты этого процесса, ибо скорость выделения энергии (тепла) является вторым обязательным условием взрывной реакции.

Действительно, при сгорании, например, 1 кг каменного угля выделяется 30-33 тыс. кДж тепла. Но сгорание угля, идущее по поверхностным слоям, прогрев внутренних слоев и подвод кислорода происходят настолько медленно, что образовавшееся тепло успевает отводиться в окружающую среду и не может выполнить механическую работу.

При взрывчатом превращении обычных взрывчатых веществ, дающих всего около 4180 кДж/кг, реакция в их массе идет настолько быстро (несколько километров в секунду), что тепло не успевает отводиться в окружающую среду, а газообразные продукты такой экзотермической реакции (продукты взрыва) бывают нагреты до 2,5-4,5 тыс. градусов.

Скорость протекания реакции обусловливается тем, что в самой массе взрывчатого вещества содержится достаточное количество кислорода, необходимое для превращения исходного вещества в газообразные продукты взрыва.

Наличие газообразных продуктов реакции – третье обязательное условие явления взрыва. Объем этих продуктов в сотни раз больше объема исходного вещества. При сильном нагреве их и крайне быстром образовании в этих продуктах взрыва, находящихся в начальный момент в объеме исходного вещества, создается давление в десятки и сотни тысяч атмосфер. В результате газообразные продукты взрыва, стремительно расширяясь, действуют па окружающую среду в виде мощного удара, возбуждая в ней возникновение ударной волны и производя разрушение, дробление и разбрасывание этой среды.

Значение газообразных продуктов можно видеть на примере термита, реакция которого и экзотермична, и быстропротекаема, но при полном отсутствии газообразных продуктов. И явления взрыва при этом не наблюдается.

Таким образом, можно сделать вывод, что явление взрыва возможно при наличии трех обязательных факторов: экзотермичности реакции, весьма большой скорости ее протекания и большого давления газообразных продуктов, которые в процессе расширения совершают механическую работу.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>