Лекция 3. Кислородный баланс и реакция взрывчатого превращения.

Кислородный баланс характеризуется отношением избытка или недостатка О₂ в ВВ по сравнению с количеством его необходимым для полного окисления всех горючих элементов, входящих в состав ВВ.

С_аН_вN_сО_d

С и Н – горючие элементы, при их окислении выделяется тепло.

- количество атомов О₂, входящих в состав ВВ.

- количество атомов О₂, необходимых для окисления горючих компонентов.

К_б определяется состав продуктов взрыва и энергетические способности ВВ. Знак К_б, можно приближенно составить реакции взрывчатого превращения.

В зависимости от К_б можно выделить 4 типа реакции:

1. К_б = 0: Н₂О, СО₂, N₂; динитрогликоль С₂Н₄(ОNО₂)₂ = 2СО₂+2Н₂О+N₂

2. К_б > 0: Н₂О, СО₂, NO (или оксиды N), нитроглицерин 2С₃Н₅(ОNО₂)₃ =5Н₂О+6СО₂+NО+2,5N₂

3. К_б < 0: Н₂О, СО (часть СО → СО₂), N₂, ТЭН С(СН₂ОNО₂)₄ = 4Н₂О +5СО+2N₂+1,5О₂ =4Н₂О+3СО₂+2СО+2N₂, необходимо выполнять правило наибольшего газообразования

4. К_б << 0: Н₂О, С (если остается О₂ → часть С → СО), N₂, тротил С₆Н₂(NО₂)₃СН₃ = 2,5Н₂О +7С+1,5N₂+1,75О₂=2,5Н₂О +3,5СО+1,5N₂+3,5С

Зная состав ПВ, можно также судить о допустимости применения ВВ в определенных условиях по степени его опасности по ядовитым газам. Опасность эта оценивается путем пересчета выхода всех ядовитых газов на условную окись углерода, так как степень токсичности газов различна.

По единым правилам безопасности для подземных горных работ допускается ВВ, при взрыве которых образуется не более 40 л ядовитых газов в пересчете на СО на 1 кг ВВ.

Условие допуска людей в забой, карьер после взрыва: через 0,5 часа проветривания, количество ядовитых газов должно быть не более 0,008 % в условных СО.

В подземных работах допускается ВВ с К_б = 0 (близким к «0», или до 1 – 2 % положительного).

Объем газов взрыва. Закон Авогадро.

1г молекулы различных газов занимает объем 22,4 л при температуре t = 0⁰ и нормальном атмосферном давлении.

n – количество граммолекул газообразных ВВ.

Удельный объем

Для определения объема V при взрыве 1 кг:

Примерный объем газов взрыва  1000 л с 1 кг ВВ.

m_n – количество граммолекул составляющих частей ВВ;

М_n- молекулярная масса составляющих частей ВВ

Пример смотри в лабораторный работах.

Лекция 4. Теплота взрыва (закон Гесса).

Количества тепла, выделяемого при взрыве равно суммарной теплоте образования продуктов взрыва за вычетом теплоты образования самого ВВ.

- теплота образования продуктов взрыва;

- количество молей продуктов взрыва;

-теплота образования ВВ,

Удельная теплота,

для смесевых ВВ

Пример на лабораторных работах.

Температура взрыва.

Процесс принимается адиабатический.

;

2-х атомный	Сv= 20.1+18.8*10-4 кДж/(моль*0С)
4-х атомный	41,9+18,8
СО2	37,7+24,3

Температура – несколько тысяч ⁰С (2 – 3 тыс ⁰С)

Давление газов взрыва (закон Бойля – Мариотта и Гей – Люсака).

P₀, V₀ - атмосферное давление и объем газов взрыва при 0⁰С и атмосферном давлении.

V- объем зарядной камеры.

 - собственный объем молекул

При плотности заряжания  (отношение массы ВВ к объему, им занимаемому) > 10³ кг/м³ =0,001V_0.

Удельное давление , при этом сила взрыва.

- для единицы массы.

От плотности заряжания зависит давления газа взрыва:

, кг/м3	Р, Па
0,8*103 1,1*103	17*108 56*108

Детонация наиболее эффективна в технологическом процессе.