вариант 29

Балтийский государственный технический

университет «ВОЕНМЕХ»

им. Д.Ф. Устинова

Расчет энергетических характеристик

взрывчатого вещества

Группа Е-591

Выполнил: Пархоменко А.

Проверил: Генкин Ю.В.

Санкт-Петербург

2013 г

Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ.

Дано: бризантное ВВ – тротил С₆Н₂(NO₂)₃СH₃; теплота образования Q_ВВ = 42,319 кДж/моль (при W = const); плотность ρ = 1600 кг/м³.

Решение:

1. Химическая формула:

С₇Н₅O₆N₃

2. Молекулярная масса ВВ μ_ВВ и молярная масса M:

3. Кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того выполняется неравенство (6<9,5), то данное ВВ относится к 3-й группе.

4. Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:

5. Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Удельный объем твердых продуктов взрывчатого превращения (плотность графита ρ_тв = 2,267 · 10³ кг/м³):

7. Теплота взрывчатого превращения:

8. Температура взрывчатого превращения:

9. Константа равновесия:

Таблица 1

T, К	3100	3161	3200
	7,753	7,853	7,917

10. Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении:

11. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам n_газ и k₁.

Поскольку число молей газов по сравнению с первым приближением не изменилось, а константа равновесия, найденная по составу ПВП, совпала с исходной, расчет выполнен правильно.

12. Теплота взрывчатого превращения:

13. Температура взрывчатого превращения:

14. Константа равновесия:

Таблица 2

T, K	3200	3233	3300
	7,917	7,967	8,068

15. Состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин k₁ иn_газ по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

16. Теплота взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины с полученным в п. 12 показывает, что они совпадают с точностью до 1 кДж/моль, т.е. уточненный в п. 15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

17. Значение теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

18. Температура взрывчатого превращения:

1. объем газообразных продуктов:

2. удельная газовая постоянная:

3. сила тротила:

4. средняя удельная теплоемкость ПВП:

5. средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

6. параметр расширения:

20. Проверка расчета энергетических характеристик:

Теплота взрывчатого превращения:

Тогда

Параметр расширения:

21. Скорость детонации тротила при k = 3:

Давление на фронте детонационной волны при k = 3:

22. Массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения тротила:

Таблица 3 - Результаты:

Вещество	H2O	CO2	CO	H2	N2	C
%	13,7	14,9	33,7	0,7	18,5	18,5

23. Результаты расчетов энергетических характеристик тротила:

Таблица 4

Характеристика	Расчетное значение
; П, кДж/кг
, К
, Дж/кг
,
,
, м/с
, ГПа
,
,

Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ.

Дано: бризантное ВВ – гексоген (CH₂NNO₂)_3, теплота образования Q_ВВ = -93,437 кДж/моль (при W = const); плотность ρ = 1820 кг/м³.

Решение:

1. Химическая формула: С₃Н₆O₆N₆

2. Молекулярная масса ВВ μ_ВВ и молярная масса M: M=

3. Кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того выполняется неравенство (6<7,5), то данное ВВ относится к 3-й группе.

4. Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:

₂O+3CO+3N₂

5. Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Удельный объем твердых продуктов взрывчатого превращения (плотность графита ρ_тв = 2,267 · 10³ кг/м³):

7. Теплота взрывчатого превращения:

8. Температура взрывчатого превращения:

⁴

9. Константа равновесия:

10. Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении:

3- 0 = 3

А=

Искомые числа молей соответствующих веществ, входящих в состав продуктов взрывчатого превращения:

11. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам n_газ и k₁.

=2.189 + 2.189 + 0.811 + 0.811 + 3 = 9

Поскольку число молей газов по сравнению с первым приближением не изменилось, а константа равновесия, найденная по составу ПВП, совпала с исходной, расчет выполнен правильно.

12. Теплота взрывчатого превращения:

13. Температура взрывчатого превращения:

Имперические коэффициенты теплоемкости:

14. Константа равновесия:

15. Состав продуктов взрывчатого превращения:

Искомые числа молей соответствующих веществ, входящих в состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин k₁ иn_газ по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

16. Теплота взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины с полученным в п. 12 показывает, что они совпадают с точностью до 1 кДж/моль, т.е. уточненный в п. 15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

17. Значение теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

18. Температура взрывчатого превращения:

19. Расчет:

1. объем газообразных продуктов:

2. удельная газовая постоянная:

3. сила гексогена:

4. средняя удельная теплоемкость ПВП:

5. средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

6. параметр расширения:

20. Проверка расчета энергетических характеристик:

Теплота взрывчатого превращения:

Тогда

Параметр расширения:

Результат практически совпадает с величиной из п.19, расчеты выполнены правильно.

21. Скорость детонации гексогена при k = 3:

К- показатель адиабаты для детонационной волны.

Давление на фронте детонационной волны при k = 3:

22. Массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения гексогена:

Результаты запишем в таблицу 2.1

таблица 2.1

Вещество	H2O	CO2	CO	H2	N2	C
%	17.752	16.065	27.615	0.73	37.838	0

23. Результаты расчетов энергетических характеристик гексогена представлены в таблице 2.2

таблица 2.2

Характеристика	Расчетное значение	Характеристика	Расчетное значение
; П, кДж/кг		, м/с
, К		, Гпа
, Дж/кг		,
,		,
,

Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ.

Дано: бризантное ВВ –гуанидиннитрат CH₆O₃N_4,теплота образования Q_ВВ = 364.53 кДж/моль (при W = const); плотность ρ = 1540 кг/м³.

Решение:

1. Химическая формула:

СН₆O₃N₄

2. Молекулярная масса ВВ μ_ВВ и молярная масса M:

3. Кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того выполняется неравенство (3<4), то данное ВВ относится к 3-й группе.

4. Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:

5. Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Теплота взрывчатого превращения:

7. Температура взрывчатого превращения:

];

8. Константа равновесия:

Таблица 1

T, K	2200	2285	2300
	5.520	5.802	5.852

9. Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении: