Экспресс-методы оценки энергетических характеристик конденсированных вв

Экспресс-методы базируются на установленной количественной связи физико-химических свойств ВВ с параметрами детонации. Они позволяют определить основные характеристики ВВ, в том числе и смесевых, без написания реакции взрывчатого разложения. Использование этих методов требует знания бругго-формулы и плотности ВВ.

Важную роль играет коэффициент состава (константа состава) K^q. По существу он устанавливает соотношение между атомами углерода и водорода в молекуле и учитывает связь между горючими и окислительными элементами, содержащимися в углеводородной части молекулы и эксилозофорных группах. Рассчитывают по формуле коэффициент состава:

Ниже приводятся основные расчетные зависимости и размерности, в которых они выражаются:

где Q_m — теплота ВП, кал/г; р₀ — плотность ВВ, г/см³; р — давление детонации, кбар;

D — скорость детонации, км/с.

Пример 6. Найдем давление и скорость детонации гексогена C₃H₆0₆N₆ с плотностью р₀= 1,82 г/см³; теплота взрывчатого превращения Q_a = 1370 кал/г.

Найдем молекулярную массу: М= 3−12 + 6(1 + 16 + 14) =.

= 222 г/моль и коэффициент состава:

Как видим, характеристики приближенно совпадают с известными величинами.

Значения максимальной теплоты взрыва ?>_wmax, числа молей п и средней молекулярной массы М_ср газообразных продуктов зависят от кислородного баланса и в случае положительного кислородного баланса вычисляются по формулам.

в случае же отрицательного баланса — по формулам:

Значение (2_ютах можно, не прибегая к написанию уравнения взрывчатого превращения, определить и по методу Авакяна, который основан на предположении, что предельное значение суммарной теплоты образования продуктов взрыва Х^впшах ^может быть определено из условия, что диссоциация С0₂ и Н₂0 подавлена, а равновесие реакций 2С0<=^С0₂+С и СО + Н₂ Н₂0 + С смешено полностью вправо. При расчете Х^впшах ^весь кислород переводится в Н₂0, а оставшаяся часть идет на окисление углерода до С0₂. В общем случае окисление последовательно полностью происходит по реакциям, имеющим больший тепловой эффект. Ниже приведены некоторые распространенные уравнения с тепловыми эффектами:

Пример 7. Рассчитаем максимальный тепловой эффект смеси 80% аммонийной селитры, 15% - динитротолуола и 5% - алюминиевой пудры.

Запишем условную формулу 1 кг смеси ВВ:

Рассчитаем кислородный баланс:

Поскольку кислородный баланс отрицательный, (7_тах считаем с наибольшим выделением тепла. Сначала окисляется весь алюминий (на 1 А1 — 1,5 0), потом водород до воды (на 1Н — 0,5 0), затем углерод до углекислого газа (на 1 атом — 2 атома О), оставшийся углерод останется в твердом состоянии. Запишем уравнение реакции:

Теперь по уравнению рассчитаем максимальную теплоту ВП:

Как видно, экспресс-методы позволяют быстро, без особых трудностей, рассчитать все основные параметры смесевых ВВ.