第一章 炸药爆炸基本理论
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爆破⼯程复习⼤纲爆破⼯程复习⼤纲第⼀章炸药爆炸基本理论1.何谓爆炸现象?有何特点?⼀般地说,压⼒急剧释放的现象都可称为爆炸。
⽕药的快速燃烧、炸药爆轰都是爆炸、从核爆到锅炉、煤⽓罐爆裂,岩爆也都是爆炸。
爆炸现象的主要特点有(1)在极短时间内产⽣⾼温、⾼压⽓体的骤然膨胀;(2)在爆炸点周围介质中发⽣急剧的压⼒突跃;(3)伴有声、光现象。
2.爆炸现象哪⼏类?根据其本质的不同可分为三类(1)物理爆炸;(2)化学爆炸;(3)核爆炸。
3.形成化学爆炸的必要条件是什么?化学爆炸的必要条件是(1)爆炸过程必须放出⼤量的热量;(2)化学反应过程必须是⾼速的;(3)化学反应过程应能⽣成⼤量的⽓体产物。
4.什么是炸药?炸药的主要成分是什么,各起何作⽤?炸药是在⼀定条件下,能够发⽣快速化学反应,放出能量,⽣成⽓体产物,显⽰爆炸效应的化合物或混合物,主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)四种元素组成,其中O 为氧化剂,C、H为还原剂,N为载氧体。
5.起爆药和猛炸药各有何特点?起爆药主要有雷汞、氮化铅、⼆硝基重氮酚等,其主要特点是感度⾼,威⼒不⼤,仅做起爆⽤。
猛炸药分单质猛炸药和混合猛炸药。
单质猛炸药主要有梯恩梯、⿊索⾦、特屈⼉、太安、硝化⽢油等。
主要的混合猛炸药有铵梯类炸药、铵油类炸药、铵松蜡炸药、浆状炸药、⽔胶炸药、乳化炸药等⼯业炸药。
猛炸药的主要特点是感度⼩、威⼒⼤,作为炮孔、弹体主装药,被起爆后对介质做功,威⼒⼤。
6.什么是炸药的起爆?起爆能的形式主要有哪⼏种?起爆是指在外部起爆能作⽤下,炸药从不稳定状态到稳定状态的化学体系变化过程。
起爆能的形式主要有:热能、机械能和爆炸冲能。
7.什么是炸药的感度?研究炸药感度有何意义?炸药感度是指炸药在外能作⽤下发⽣爆炸反应的难易程度。
感度⾼的,所需起爆能⼩。
研究炸药感度的意义是(1)关系到炸药在制造、运输、搬运、储存、使⽤过程中的安全。
(2)关系到装药能否安全起爆,对爆破效果有重要作⽤。
炸药与爆炸的基本理论第⼀章本章⼩结本章集中介绍了与炸药爆炸相关的⼀些基本概念、基本理论和基本实验,这些内容是后续章节的基础。
现将其中的要点归纳如下:1.炸药发⽣化学变化的三种基本形式,炸药爆炸的三要素,炸药的分类。
炸药、单质炸药、混合炸药、起爆药、猛炸药和炸药爆炸的概念。
2.炸药氧平衡的概念极其计算⽅法。
爆热、爆温、爆容、爆炸压⼒的概念。
3.波、横波、纵波、⾳波、压缩波、稀疏波、冲击波的概念。
冲击波的基本特性。
4.爆轰波、爆轰压⼒、爆轰温度的概念和爆轰波的结构。
凝聚炸药的爆轰反应机理。
5.炸药的使⽤感度、危险感度、热感度、爆发点、机械感度、撞击感度、摩擦感度、起爆感度和雷管感度的概念。
炸药的物理状态和装药条件对炸药感度的影响。
6.炸药的热点起爆理论,爆炸物直接作⽤于炸药的起爆机理。
7.炸药的爆速、影响爆速的主要因素、爆速的测定⽅法。
作功能⼒、猛度、殉爆距离的概念及其试验测定⽅法。
炸药的理想爆速、临界爆速、极限直径、临界直径、最佳密度、临界密度的概念。
8.沟槽效应,产⽣沟槽效应的机理,消除沟槽效应的措施。
9.聚能效应及其应⽤。
复习题1.计算硝化⽢油和梯恩梯的氧平衡。
2.在铵油炸药中(硝酸铵与柴油的混合炸药),假如4%⽊粉作疏松剂,试按零氧平衡设计炸药配⽅。
3.已知凝聚炸药的绝热指数K 值⼀般取为3,试推导计算凝聚炸药爆轰波参数的⽅程式。
4.已测得某种岩⽯铵梯炸药的密度30/0.1cm g =ρ,爆速D=3750s m /。
经计算得到其爆温C T b ?=2592。
试求这种炸药的其余各项爆轰波参数H u 、H P 、H ρ、H c 和H T 。
5.如果采⽤理想⽓体状态⽅程来计算爆炸压⼒P ,则存在关系v Q K P )1(0-=ρ。
试证明:爆轰压⼒近似等于爆炸压⼒的2倍。
6.试推导实验测定炸药爆速的导爆索法中计算爆速的公式。
民爆公司安全培训讲义第一章炸药基础知识第一节炸药的本质1.炸药的定义:凡是能发生化学爆炸的物质都称作炸药。
从这个意义上讲,起爆药、猛炸药、火药、烟火剂都属于炸药的范畴。
2.分类:1)按作用分a.起爆药如:火帽、雷管等。
b.猛炸药单质猛炸药有梯恩梯、黑索今、太安、六硝基芪等;混合猛炸药有铵梯炸药、按油炸药、乳化炸药、水胶炸药等。
c.火药包括黑火药、无烟火药或溶塑火药、硝化棉火药和硝化甘油火药等。
d.烟火剂包括照明剂、信号剂、曳光剂、燃烧剂及烟幕剂等,延期雷管中的延期药就属于烟火剂范畴。
2)按组份分类a.单质炸药又称爆炸化合物。
是一种化合物,有明确的分子结构,常用的有梯恩梯、黑索今、太安、奥克托今等。
b.混合炸药又称爆炸混合物。
它本身是一种混合物,是由两种以上化学性质不同的组份组成的混合物。
混合炸药有气态、液态和固态几种形式,种类繁多,不一一介绍。
3)按应用领域分常分为军用炸药和民用炸药。
军用炸药是指应用于军事目的的炸药;民用炸药是指应用于民用目的的炸药。
民用炸药在我国又称为工业炸药。
3.炸药的本质炸药的本质是组成炸药的物质,其本身既含有氧化剂,又含有可燃剂。
在未被激发的状态时是一种亚稳性含能物质,在受激发后表现出强自行活化性质和自供养性质。
(所以,炸药起火燃烧不能用沙土覆盖、干粉灭火器,而要用水来扑救的原因所在。
)4.炸药的燃烧炸药在许多条件下(遇明火、受潮、静电、摩擦等)都可以产生燃烧现象,它和一般物质的燃烧有着本质的区别:一般物质的燃烧,外界必须要供给氧气或其他助燃气体,决定燃烧速度的主要因素之一是供氧情况;而炸药的燃烧则是一种可以自行传播的剧烈的化学反应,由于炸药的自身含有氧,因而不需要外界供给助燃气体,它可以在隔绝空气的情况下燃烧,燃烧的速度很快,有的还非常迅速,并可以转变为爆燃或爆轰。
第二节民用爆炸物品的基本特征1.工业雷管工业雷管是工程爆破用的一种起爆器材,用它来引爆主装炸药、传爆药柱等炸药装药,完成爆破任务。
2.4.5 平面正冲击波冲击波可以用多种方法产生。
炸药爆炸时,高温、高压、高密度的爆炸气体产物高速膨胀,冲击压缩周围介质(包括金属、岩石、及水等凝聚介质及各种气体等),从而在其中形成冲击波的传播;飞行器(如航天器及导弹等)在做超声速飞行时,会在空气中形成空气冲击波;高速穿甲弹撞击装甲钢板、流星冲击地面等都可以在受冲击介质中形成冲击波。
在介绍冲击波的形成例子中,如活塞的推动速度为50m/s 时,形成的冲击波阵面上的压力约为0.125MPa ;当活塞的速度为275m/s 时,形成的冲击波阵面上的压力约为0.29MPa ;如果活塞的速度达到700m/s (即大约是声速的2.1倍)时,最终所形成的冲击波阵面上的压力将会达到0.909MPa 。
然而,一个飞行器在大气中飞行,若要在其前方形成冲击波,则其飞行速度必须超过空气的声速,因为飞行器飞行时,在其前面形成的压缩扰动波以大气的声速传播。
而同时,侧部稀疏波以声速侵入飞行器前面瞬时形成的压缩层内。
这样,若飞行器做亚音速飞行,则在前面形成的压缩区就不会发生能量的积聚,即压缩扰动不能发生叠加,因而也就不能形成冲击波。
而当飞行器做超音速飞行时,由于飞行速度大于声速,周围传来的稀疏波尚未来得及将前面形成的压缩层稀疏掉,飞行器又进一步地向前冲击压缩,因而就可使飞行器前面发生能量积聚,即造成压缩波的叠加,从而形成冲击波的传播。
冲击波通过波阵面前后,介质的各个状态参数都是突跃变化的,并且由于波速很快,可以认为波的传播是绝热的过程。
这样便可以利用质量守衡、动量守衡、能量守衡三大定律,进而把波阵面通过前、后介质的状态参量联系起来,得到冲击波的基本关系式,为研究爆轰波奠定基础。
2.4.5 .1 平面正冲击波的基本关系式描述波阵面通过前介质的状态参量与通过后介质突跃到的终态参量之间的关系式称为冲击波的基本关系式。
假设在一单位面积的长管中,有一平面正冲击波(波阵面为平面,且该平面与未扰动介质的流动方向垂直)以速度D 稳定地自左向右传播,波阵面为 A -A ,其前方未扰动介质的状态参数为P 0、ρ0、u 0、T 0、e 0,波阵面后已扰动介质的状态参数为P 1、ρ1、u 1、T 1、e 1(如图2-12所示)。