федеральное агентство по образованию РФ

__________________________________________________________

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Разрушение горных пород взрывом"

Горбонос М.Г.

Методические указания

по дисциплине «Промышленные взрывчатые материалы»

для студентов специальности 130408 "Взрывное дело"

Определение состава продуктов детонации и теплового эффекта взрыва по полуэмпирическому методу Г.А. Авакяна

Москва 2008

УДК 622.233:622.235

Горбонос М.Г. Определение состава продуктов детонации и теплового эффекта взрыва по полуэмпирическому методу Г.А. Авакяна. Методические указания по дисциплине «Промышленные взрывчатые материалы» для студентов специальности 130408 "Взрывное дело". – М.: МГГУ, 2008. – 30 с.

В настоящих методических указаниях рассмотрена методика расчета состава ПВ и теплового эффекта взрыва по полуэмпирическому методу Г.А. Авакяна, приведены варианты заданий для самостоятельной работы и необходимые справочные данные.

Методические указания предназначены для студентов специальности 130408 "Взрывное дело", изучающих дисциплину "Промышленные взрывчатые материалы" и могут быть полезны для студентов горных специальностей, изучающих дисциплину "Технология и безопасность взрывных работ".

 Московский государственный горный университет, 2008

Содержание

		Стр.
1.	Общие сведения………………………………………………….	4
2.	Расчет теплоты взрыва ВВ по Г.Н. Гессу………………………	6
3.	Определение состава ПВ и теплового эффекта взрыва по полуэмпирическому методу Г.А. Авакяна..………………………	9
4.	Исходные данные для расчета………………………………….	22
	Литература……………………………………………………….	25
	Приложение 1. Молекулярные массы и теплоты образования веществ (продуктов взрыва)……………………………………	26
	Приложение 2. Теплоты образования индивидуальных ВВ и компонент смесевых ВВ………………………………………..	27

1. Общие сведения

Одной из важнейших термодинамических характеристик взрывчатых веществ (ВВ) является теплота взрыва - теплота взрывчатого превращения ВВ (его компонент) , определяющая как взрывчатые, так и детонационные характеристики ВВ.

Теплота взрыва представляет собой суммарный тепловой эффект первичных химических реакций, протекающих во фронте детонационной волны, и вторичных равновесных реакций, происходящих при расширении продуктов взрыва после завершения детонации.

В термодинамике (термохимии) ВВ различают следующие тепловые эффекты:

• теплота образования – тепловой эффект (экзотермический или эндотермический) при образовании 1 грамм-моля химического соединения из свободных элементов при стандартных условиях (25С и 1 атм = 760 мм рт. ст.);

• теплота сгорания – количество тепла, выделяемое при сгорании единицы массы вещества в среде чистого кислорода;

• теплота взрыва – количество тепла при взрыве 1 грамм-моля ВВ или 1 кг ВВ. Последнее чаще используется для практического сравнения энергии взрыва смесевых многокомпонентных ВВ.

Теплота взрыва некоторых ВВ может быть определена опытным путем с помощью калориметрических бомб. Однако экспериментальным путем можно определить теплоту взрыва ВВ, способных детонировать в небольших количествах (50-100 г) от теплового импульса или штатных электродетонаторов (ЭД). Большинство же современных промышленных ВВ не детонируют в небольших количествах, и поэтому определение в калориметрических бомбах невозможно. Вследствие этого теплоту взрывчатого превращения таких ВВ определяют расчетным путем.

Теплота же сгорания может быть определена экспериментально для любого ВВ с помощью калориметрической бомбы. Кроме того, ее можно вычислить теоретически по методу Караша и на ее основе определить теплоту образования ВВ [8].

Основной сложностью расчета теплоты взрыва является определение истинного состава продуктов взрыва, который значительно изменяется от некоторого начального в самой детонационной волне до конечного состава продуктов взрыва (ПВ) после завершения процесса их расширения.

При расчете теплоты взрыва необходимо определиться с некоторым конечным состоянием ПВ. Обычно рассматриваются два возможных значения , отвечающих следующим состояниям ПВ:

• в начальный момент взрыва, т.е. в самой детонационной волне после завершения реакций взрывчатого превращения ВВ (точка Чепмена-Жуге);

• при расширении ПВ до момента уравнивания их давления с давлением окружающей среды (воздушная, водная, горные породы).

Соответствующие этим состояниям ПВ теплоты условно называются "детонационная" и "фугасная" − (Апин А.Я., Лебедев Ю.А.). Вместе с тем значения этих теплот не являются некоторыми константами, характеризующими энергетику ВВ – детонационная теплота зависит от давления в детонационной волне, а фугасная - от условий протекания процесса расширения ПВ, т.е. от давления внешней среды.

Поэтому в термодинамике ВВ в качестве критерия теплового эффекта взрыва ВВ рассматривается теплота взрыва , соответствующая максимально возможному тепловому эффекту, который достигается при образовании высших окислов горючих элементов в составе ВВ: углерода (C), водорода (H), металлов (Al). является величиной постоянной, определяемой только химическим составом ВВ и не зависящей от начального и конечных параметров состояния ПВ.