- •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.
Влияние различных факторов на чувствительность. Влияние химической структуры на чувствительность эм.
1 Химическая структура вв.
Г
руппировки
обуславливающие взрывчатые свойства
называют эксплозофорными.
Наиболее распространенные: C-NO2,
N-No2,
O-NO2.
К
ак
показывает практика, большей
чувствительностью обладают вещества,
содержащие нитроэфирную группировку
O-NO2.
Наименьшей чувствительностью обладают
С-нитросоединения C-NO2.
Чем больше эксплозофорных группировок в веществе, тем выше его чувствительность.
Несимметричные изомеры более чувствительны, чем симметричные. Заместители, стабилизирующие структуру ВВ, снижают его чувствительность, и наоборот.
Чувствительность в значительной степени зависит от энергетических характеристик вещества: энтальпии образования, энергии активации процесса разложения и др.
Лекция № 2. Влияние физических факторов на чувствительность эм.
2.1 Влияние физических факторов на чувствительность вм
Чувствительность ВМ, кроме химической природы, определяется целым рядом физических факторов, к числу которых относят прежде всего физическую структуру и плотность заряда, наличие примесей и добавок, температуру заряда, в определенной мере теплоемкость и теплопроводность, агрегатное состояние, размеры кристаллов, полиморфную форму и т.д.
Физические характеристики в значительной степени влияют на чувствительность ВМ через влияние на различные механизмы образования горячих точек. Поэтому влияние на чувствительность ВМ физических факторов установить однозначно невозможно.
Увеличение плотности чаще всего затрудняет образование горячих точек и снижает чувствительность из-за увеличения прочностных характеристик ВМ.
Влияние начальной температуры заряда на чувствительность ВВ связано с изменением его способности к воспламенению в горячих точках, а также с изменением физических характеристик заряда, определяющих его чувствительность. Чувствительность ВВ растет с ростом его начальной температуры, т.к. при этом уменьшается количество теплоты, необходимой для дополнительного нагрева ВВ до температуры начала химических реакций. Чувствительность к удару и трению при росте температуры заряда особенно повышается, если заряд в нагретом состоянии до начала внешнего воздействия находится кратковременно, а температурное разупрочнение, ослабляющее нагрев ВВ в горячих точках невелико. Следует также учитывать, что при температурах (-50) ÷ (-20)°С рост хрупкости заряда способствует возможности быстрого перехода горения, возникшего при механическом внешнем воздействии к сильному взрыву, поэтому изделия с ВВ при низких температурах могут быть очень опасными при ударах, трении, пробитии осколками.
Повышение температуры обычно приводит к увеличению чувствительности при воздействии большинства начальных импульсов. Одно и то же жидкое ВВ более чувствительно, чем твердое. Лишь иногда получается обратный результат из-за затруднения образования локальных горячих точек.
Влияние размеров кристаллов также нужно рассматривать с точки зрения образования горячих точек разного типа. Отмечено, что в случае инициирующих ВВ большие кристаллы представляют повышенную опасность, поэтому при производстве ИВВ стремятся получить их в мелкокристаллическом состоянии. Крупные кристаллы ИВВ могут иметь много дефектов. Так как эти неорганические кристаллы достаточно прочны, то дефекты при разрушении кристаллов способны образовывать горячие точки.
Бризантные ВВ имеют непрочные кристаллы и их величина влияет на чувствительность через возможность образования воздушных пузырьков определенного размера или изменение условий вязкостного истечения. Мелкокристаллические бризантные ВВ характеризуются лучшей восприимчивостью к детонационному импульсу, проявляются некоторые различия и в чувствительности к механическим воздействиям.
Многие вещества могут получаться в различных кристаллических модификациях, которые реально отличаются по своей чувствительности, что учитывается на практике.
При некоторых механических воздействиях (сотрясении при выстреле, проникании в преграды) как и при ударно-волновом импульсе существует опасность возникновения детонации или форм неполной детонации. Вероятность таких взрывов наиболее велика у зарядов с крупнокристаллической структурой, особенно литых, и тем более у зарядов с низкой плотностью. В связи с этим при изготовлении литых зарядов необходимо добиваться получения мелкокристаллической структуры.
Повышенные теплоемкость и теплопроводность снижают чувствительность ВМ.
