第3章 爆轰波、爆燃波的经典理论
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第三章 着火和灭火理论一、谢苗诺夫自燃理论 1. 基本思想:某一反应体系在初始条件下,进行缓慢的氧化还原反应,反应产生的热量,同时向环境散热,当产生的热量大于散热时,体系的温度升高,化学反应速度加快,产生更多的热量,反应体系的温度进一步升高,直至着火燃烧。
2.着火的临界条件:放、散热曲线相切于C 点。
3.∆T=ER 20B T T T ≈-① 改变散热条件 ②增加放热二、区别弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论与谢苗诺夫热自燃理论的异同点1.谢苗诺夫热自燃理论适用范围:适用于气体混合物,可以认为体系内部温度均一;对于比渥数 Bi 较小的堆积固体物质,也可认为物体内部温度大致相等; 不适用于比渥数Bi 大的固体.2。
弗兰克-卡门涅茨基热自燃理论:适用于比渥数Bi 大的固体(物质内部温度分布的不均匀性 ); 以体系最终是否能得到稳态温度分布作为自燃着火的判断准则 ;Tq αT自燃临界准则参数 δcr 取决于体系的几何形状。
三、链锁自然理论 1。
反应速率与时间的关系 2.运用链锁自燃理论解释着火半岛现象 在第一、二极限之间的爆炸区内有一点P(1)保持系统温度不变而降低压力,P 点则向下垂直移动自由基器壁消毁速度加快,当压力下降到某一数值后,f < g, φ < 0 -—-------———-—--—--——-第一极限(2)保持系统温度不变而升高压力,P 点则向上垂直移动自由基气相消毁速度加快,当压力身高到某一数值后,f 〈 g , φ 〈 0 —-——-——-——————-—-—-———第二极限(3)压力再增高,又会发生新的链锁反应导致自由基增长速度增大,于是又能发生爆炸。
---3.基于f (链传递过程中链分支引起的自由基增长速率)和g (链终止过程中自由基的消毁w0w123M HO M O H +→++⋅22⋅⋅+→+OH O H H HO 222速率 )分析链锁自燃着火条件a.在低温时, f 较小(受温度影响较大),相比而言,g 显得较大,故:这表明,在 的情况下,自由基数目不能积累,反应速率不会自动加速,反应速率随着时间的增加只能趋势某一微小的定值,因此,f<g系统不会着火。
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0 1.0g/cm,爆速D=3750m/s。
经计算得到其爆温 Tb 2592 C。
试求这种炸药的其余各项爆轰波参数uH、PH、H、cH和TH。
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P 0(K 1)Qv。
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。
3。