- •Содержание
- •Общая характеристика курса лекций «химическая фихика энергонасыщенных материалов»
- •1. Цели и задачи изучения дисциплины
- •Всего часов на самостоятельную работу 45
- •2. Лабораторный практикум
- •Лекция № 1. Чувствительность, начальный импульс. Классификация начальных импульсов.
- •Практическое значение чувствительности, её роль
- •Классификация начальных импульсов
- •Специфичность чувствительности эм к различным импульсам.
- •Опорный ряд чувствительности.
- •Влияние различных факторов на чувствительность. Влияние химической структуры на чувствительность эм.
- •1 Химическая структура вв.
- •Лекция № 2. Влияние физических факторов на чувствительность эм.
- •2.1 Влияние физических факторов на чувствительность вм
- •2.2 Влияние добавок и примесей. Флегматизация и сенсибилизация
- •Лекция № 3. Характер поведения эм при длительном тепловом воздействии. Тепловой взрыв. Вспышка, механизм её возникновения
- •3.1 Характер поведения эм при длительном тепловом воздействии
- •2.2 Вспышка, механизм её возникновения. Тепловой взрыв
- •2.4 Характер поведения эм при импульсном тепловом воздействии. Воспламенение эм. Условия воспламенения. Теплота воспламенения. Чувствительность к лучу огня.
- •Лекция № 4. Механизм возбуждения взрыва при механических воздействиях. Сущность теплового и нетеплового механизмов при возбуждении взрыва механическими воздействиями
- •4.1 Механизм возбуждения взрыва при механических воздействиях
- •4.1.2 Сущность теплового и нетеплового механизмов при возбуждении взрыва механическими воздействиями
- •4.1.3 Величина критических параметров локального очага
- •4.1.4 Стадии развития процесса. Причины образования локальных очагов разогрева
- •4.1.5 Распространение взрывчатого превращения из очага
- •Лекция № 5. Экспериментальные методы оценки чувствительности к механическим воздействиям
- •5.1 Методы определения чувствительности к удару, способы оценки и приборы: к-44_1; к-44-2; бк-6
- •5.1.1 Проведение испытаний на копре k-44-1
- •5.1.2 Проведение испытаний на копре к- 44- 2
- •5.1.3 Проведение испытаний на копре на большом копре (бк)
- •5.1.4 Проведение испытаний на копре Велера
- •5.2 Чувствительность к трению
- •Лекция 6. Чувствительность эм к ударно-волновым воздействиям
- •5.1 Чувствительность к ударно-волновым воздействиям
- •5.1.1 Минимальный инициирующий заряд ивв
- •5.1.2 Детонация через влияние
- •5.2 Чувствительность энергетических систем к электрическому импульсу.
- •Лекция № 7. Горение как физико-химический процесс. Необходимые и достаточные условия для возникновения горения
- •7.1 Горение как физико-химический процесс
- •1. Путем нагрева всей газовой смеси.
- •1. Примеси.
- •С хема распространения температуры и протекания реакции при стационарном горении летучих вв по Беляеву.
- •Лекция № 8 Линейная и массовая скорости горения. Зависимость скорости горения от различных факторов
- •8.1 Линейная и массовая скорости горения
- •8.2 Зависимость скорости горения от различных факторов
- •8.3 Зависимость массовой скорости горения от тепло-и массопереноса (уравнение Зельдовича)
- •Лекция № 9. Механизм и закономерности горения порохов.
- •9.1 Механизм и закономерности горения порохов.
- •9.2 Экспериментальные методы определения скорости горения.
- •9.2.1 Бомба постоянного давления (бомба Кроуфорда).
- •9.2.2 Лабораторная установка по определению скорости горения порохов или твердого ракетного топлива
- •9.2.3 Манометрическая бомба.
- •9.2.4 Современные методы измерения и обработки параметров горения энергетических материалов
- •Лекция № 10. Нестационарное послойное горение. Конвективное горение
- •10.1 Условия нарушения устойчивого горения. Особенности конвективного горения
- •10.2 Особенности кг
- •Лекция № 11. Ударная волна, её особенности, отличие от звуковых волн.
- •11.1 Особенности ударной волны.
- •Лекция № 12. Структура детонационной волны, поверхность Чепмена-Жуге.
- •12.1 Структура детонационной волны
- •12.2 Возбуждение и распространение детонации в конденсированном вв
- •12.3 Зависимость скорости детонации от различных факторов.
- •1) Химическое строение и химический состав вв.
- •2) Плотность.
- •3) Температура и давление.
- •4) Примеси.
- •5) Диаметр.
- •Лекция № 13. Критический и предельный диаметры детонации. Принцип харитона
- •13.1 Детонационная способность вв. Критический диаметр, принцип Харитона.
- •13.2 Методы определения критического диаметра и толщины.
- •13.3 Принцип Харитона
- •13.4 Экспериментальные методы определения параметров детонации
- •1) Определение критического диаметра
- •2) Определение скорости детонации.
- •4) Оценка давлений в ударных и детонационных волнах.
- •Лекция № 14. Этапы перехода горения в детонацию, направленность процесса
- •14.1 Условия нарушения устойчивого горения. Особенности конвективного горения
- •14.2 Особенности кг
- •14.3 Газодинамические условия устойчивого горения.
- •Дополнительный материал по теме «Переход горения в детонацию»
- •Раздел 4 – детонация
- •4.1 История открытия процесса детонации
- •4.2 Возникновение и распространение детонации. Влияние различных факторов.
- •4.3 Пределы детонации
- •Лекция № 15. Баланс энергии при взрыве. Потенциал эм. Основные формы совершаемой работы
- •15.1 Действие взрыва на окружающую среду
- •15.2 Потенциал вв
- •15.3 Поле взрыва заряда вв
- •Лекция № 16. Бризантное действие эм, теоретическая оценка бризантности, её зависимость от свойств заряда и условий воздействия на преграду.
- •16.1 Бризантное действие
- •16.2 Применение бризантного действия взрыва вв. 1. Сварка взрывом
- •Штамповка взрывом
- •Проба Гесса.
- •Проба Каста
- •Лекция № 17. Фугасное действие эм. Показатель выброса грунта. Воронка выброса. Расчет зарядов выброса.
- •17.1 Фугасное действие вм
- •17.2 Практические методы определения работоспособности
- •Метод баллистической мортиры.
- •Метод оценки работоспособности по воронке выброса.
- •Лекция № 18. Кумулятивная выемка, природа кумуляции. Действие кумулятивного заряда с металлической оболочкой.
- •18.1 Кумулятивная выемка, кумулятивный эффект
- •Мировая история развития кумулятивных боеприпасов
- •18.1.1 Разлет продуктов детонации с косой поверхности
- •18.1.2 Кумулятивная выемка и природа кумуляции.
- •18.1.3 Действие кумулятивного заряда с металлической оболочкой.
Практическое значение чувствительности, её роль
Бессмысленно применять в качестве первичных (инициирующих) веществ ВМ с низкой чувствительностью. В то же время слишком опасно использовать высокочувствительные ВМ в качестве вторичных (бризантных) ВВ. Известно достаточно большое количество ВВ с хорошими взрывчатыми характеристиками, но они не применяются из-за повышенной чувствительности.
Классификация начальных импульсов
В процессе изготовления и эксплуатации ВМ подвергаются воздействию различных начальных импульсов:
тепловые импульсы (нагрев и луч пламени);
механические импульсы (удар, трение, накол жалом);
ударно-волновой или детонационный импульс;
действие на ВМ электронов, нейтронов, различного вида излучений, ультразвука и т.д.
Наиболее важное значение имеют первые три вида начальных импульсов.
Специфичность чувствительности эм к различным импульсам.
ВМ избирательно чувствительны к различным видам воздействия. Например, азид свинца (ИВВ) имеет более высокую температуру вспышки (~330ºC), чем тротил (~300ºС), но к трению тротил гораздо менее чувствителен, чем азид свинца.
Даже при близких по воздействию импульсах, например тепловых, наблюдается избирательность. Дымный ружейный порох имеет более высокую температуру вспышки (315ºC), чем бездымный порох (200ºC), но лучом огня ДРП воспламеняется гораздо легче, чем бездымный. Поэтому чувствительность ВМ обычно классифицируют по видам начального импульса. Избирательная чувствительность ВМ к различным начальным импульсам может быть объяснена различием физических и химических свойств ВМ, условиями воздействия на них и т.д. Но из этого обстоятельства нельзя делать вывод о принципиальном различии в механизме возбуждения взрыва при различных воздействиях.
При сравнительно слабом воздействии, не приводящем к ударно-волновому сжатию ВМ, начавшийся процесс разложения может развиваться до детонации, проходя последовательно ряд стадий:
инициирование экзотермической реакции в определенной области заряда;
формирование в окрестности этой области очага горения;
ускорение горения и переход в низкоскоростную детонацию;
распространение детонации с малой скоростью;
распространение детонации с большой скоростью.
Развитие процесса или затухание зависят не только от свойств ВМ, особенностей заряда, но и вида и интенсивности начального импульса, наличия оболочки и т. д.
Опорный ряд чувствительности.
В связи с избирательной чувствительностью ВМ к различным начальным импульсам не существует и соответствия между рядами чувствительности к конкретным видам воздействия (механическим, тепловым, электрическим, ударно-волновым и т.д.). На этом основании был сделан вывод о том, что нельзя создать один универсальный метод, который бы однозначно оценивал чувствительность ВМ.
С другой стороны, многолетняя практика работы с основными штатными ВВ позволила расположить их в ряд по чувствительности. Так, чувствительность возрастает в направлении: нитрометан, тротил, тетрил, гексоген, тэн, нитроглицерин, тетразен, тринитрорезорцинат свинца (ТНРС), азид свинца, гремучая ртуть. Указанный ряд получил название опорного. В нем, как и следует ожидать, ИВВ являются более чувствительными, чем БВВ.
Практикой выработаны определенные меры предосторожности, которые обеспечивают безопасное использование ВМ. Так, с тротилом или нитрометаном допустима невысокая степень предосторожности в обращении, тогда как с нитроглицерином или ИВВ требуется строжайшее соблюдение мер предосторожности, поскольку малейшая неосторожность может привести к несчастному случаю. Поэтому новые индивидуальные или смесевые взрывчатые материалы стремятся сопоставить по чувствительности с одним из ВВ опорного ряда.
Процедура сопоставления заключается в следующем. Определяют чувствительность новых ВМ несколькими методами, каждый из которых индивидуально воспроизводит особенности тех или иных внешних воздействий. Полученные данные сравнивают с аналогичными данными для штатных ВВ. На основании сравнения делают заключение о взрывоопасности нового ВМ и мерах предосторожности в обращении с ним.
Для понимания и объяснения многих экспериментальных фактов по чувствительности ВМ используют математические модели, учитывающие свойства ВМ и характер воздействия на них.
На практике ВМ наиболее часто подвергаются тепловым, механическим и ударно-волновым воздействиям.
