
- •Лекция 2.1. Основные характеристики бризантных взрывчатых веществ (вв) .
- •Характеристика процесса взрыва.
- •Масштаб химического энерговыделения
- •Горение и детонация
- •Единство процессов горения и взрыва.
- •Применение вв
- •Газовоздушные смеси.
- •Пыль и пылевоздушные смеси.
- •Ударная волна при взрыве конденсированных вв.
- •Ударная волна при взрыве газовоздушных смесей.
- •Воздействие поражающих факторов взрыва на людей.
- •Воздействие ударной волны на вооружение и технику.
- •Мероприятия по обеспечению взрывобезопасности.
Применение вв
Не будем здесь касаться традиционных областей взрывного дела: разработки месторождений, добычи угля, строительства. В последние десятилетия стали развиваться более сложные технологии, например сварка и обработка материала взрывом. Такая сварка позволяет соединять материалы, которые не свариваются другими способами, например титан и сталь.
Эффект взрывной обработки нередко бывает неожиданным. На рис. 1 показан результат воздействия цилиндрического заряда на толстую медную оболочку. Спереди отрывается довольно аккуратный конус. Схема циркуляции волн в оболочке изображена на рис. 2. Видно, что "в углу" встречаются две волны растяжения, сложение которых и разрывает материал.
Парадоксально тушение пожаров взрывом. Пожар на нефтяной или газовой скважине очень трудно потушить традиционными способами. Оказывается, что эффективен взрыв кольцевого заряда, охватывающего скважину. Всплывающий вихрь (гриб) продуктов взрыва отсекает огонь от топлива на время, достаточное для охлаждения очага горения.
Классификация конденсированных взрывчатых веществ.
Конденсированные ВВ принято делить на 4 группы:
-инициирующие - предназначены для возбуждения взрывчатого превращения в ВВ других групп (гремучая ртуть, азид свинца, тетразен);
-бризантные - используемые в разрывных зарядах для боеприпасов, для средств разрушения при добыче полезных ископаемых и др. Преимущественным видом их превращения является детонация. К ним относятся однородные ВВ (тринитротолуол, нитроглицерин, пироксилин и др.) и неоднородные - механические смеси (аммониты, динамиты и др.);
-метательные (чаще всего это пороха, использующиеся в качестве метательных зарядов для огнестрельного оружия. Их взрывчатое превращение – дефлаграционное горение);
-пиротехнические составы.
Различают фугасное и бризантное действие ВВ. Мерой фугасного действия служит объем воронки, образованной взрывом 1 кг ВВ.
Под бризантным действием понимают способность ВВ дробить соприкасающуюся среду. Эта способность зависит от детонационного давления и времени его действия.
По своему составу конденсированные ВВ можно подразделить на смеси и однородные (гомогенные или унитарные) вещества.
Рассмотрим некоторые вещества, представляющие собой смеси.
Черный порох представляет собой смесь калиевой селитры (KNO3) с углем. Эти вещества представляют собой порошки, смесь которых крайне опасна и возгорается со взрывом при малейшем воздействии теплом или трением. Для получения требуемой скорости сгорания в смесь добавляется сера. Первым используемым на практике ВВ был черный порох. В настоящее время пороха используют в качестве метательных ВВ.
Ракетные твердые топлива относятся к тому же классу ВВ, что и пороха. Существует большое количество отличающихся по своему составу смесей, используемых в качестве ракетных топлив. Их основными компонентами являются: порошки металлов (Al, Be, B, Mg) или их гидридов (AlH3, LiH, MgH ), окислители (например перхлорат аммония - NH3ClO4), нитраты (например нитрат калия - KNO3) и др. составляющие.
Аммониты представляют собой довольно большую группу веществ, широко используемых в промышленности (горнодобывающей, строительной и др. отраслях) и от-носящихся к классу бризантных ВВ. Как правило это смеси окислителя (аммониевой селитры - NH3NO3) с органическими веществами (угольная или мучная пыль, торф, опилки) - динамоны, с порошками металлов (например алюминия) -аммонал, с тротилом - аматол, и др.
Однородные ВВ состоят из одного химическое соединение, в состав молекулы которого входят составные части, например играющие роль и горючего и окислителя. Наибольшее распространение в качестве таких ВВ получили органические нитросоединения. К однородным ВВ относятся.
Пироксилин и бездымный порох. Эти вещества относятся к классу метательных ВВ. Пироксилин (азотнокислый эфир целлюлозы или нитрат целлюлозы - C6H7O2(ONO2)3) получается при нитровании целлюлозы (хлопка) азотной кислотой. Внешне сохраняет вид волокон хлопка с повышенной хрупкостью. В настоящее время используется как сырье для изготовления балластных порохов. Бездымный порох используется в качестве топлива реактивных снарядов для “Катюш” и минометов.
Гексоген (циклотриметилентринитроамин - (CH2NO2)3) и тротил (тринитротолуол - C6H2CH3(NO2)3) относятся к классу бризантных ВВ и используются для начинки боеприпасов.