2.3 Температура взрыва

Температура взрыва - максимальная температура, до которой нагреваются продукты взрыва в результате взрывчатого превращения ВВ.

Полагая процесс адиабатным, в котором вся энергия расходуется на нагрев продуктов детонации, можно записать

, где - средняя теплоемкость продуктов взрыва.

Так как теплоемкость зависит от температуры, зависимость может быть представлена в виде

Для практических задач достаточно первых двух членов

Отсюда (2.3)

(2.4)

Значения и приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Продукты взрыва	, Дж/моль (оС)	, Дж/моль (оС)2
Четырехатомные газы	41,86	1,8810-3
Двухатомные газы	20,09	1,8810-3
Пары воды	16,74	9,010-3
Углекислый газ	37,68	2,4310-3
Пары ртути	12,56	0
Твердые вещества	26,79	0

Пример

Определить температуру взрыва гексогена

Уравнение превращения имеет вид

(вода парообразная)

1. Определим ВВ по таблице 2

2. Определим

2. Определим продуктов взрыва

4. Определим

3. Удельный объем продуктов взрыва

Удельным объемом продуктов взрыва Vo называется объем, который занимают продукты взрыва 1 кг ВВ при нормальных условиях

(Р = 1 атм, t = 0^oC).

Уравнение взрывчатого превращения можно записать

, (2.5)

где - масса моля ВВ, - количество молей ВВ, - масса молей продуктов взрыва, - количество молей продуктов взрыва.

Зная количество молей газообразных продуктов взрыва можно определить удельный объем продуктов взрыва

(дм/кГ) (2.6)

22, 410³ – объем, который занимает один моль при t = 0^oC и Р = 98,0665 кПа

Для нитроглицерина

Удельный объем газов нескольких ВВ приведен в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Тип ВВ	вв, г/м3	Vo, л/кг
Гексоген	1,8	890
ТЭН	1,65	790
Тротил	1,5	750
Гремучая ртуть	3,77	300

2.5 Давление продуктов взрыва

В идеальном случае, когда при взрыве все ВВ превращается в газообразные продукты, которые ведут себя как идеальный газ, для описания их состояния применимо уравнение Клайперона-Менделеева.

(2.7)

- число молей газа.

,

где - количество молей газообразных продуктов, образующихся при взрыве 1 кГ ВВ; - масса ВВ.

Отсюда , обозначая , а , получим

, где - сила ВВ (кДж/кГ), - плотность заряжания.

Но при эта формула дает большие погрешности. Необходимо в этом случае учитывать молекулярную структуру газов. Для больших давлений используется формула Абеля, которая выводится из уравнения Ван-дер-Ваальса

, (2.8)

где - поправка в давлении, учитывающая притяжение молекул, - коволюм - объем, пропорциональный объему молекул.

По Ван-дер-Ваальсу коволюм равен учетверенному объему молекул, или , где - удельный объем продуктов взрыва.

Пренебрегая поправкой и решая уравнение относительно получим

(2.9)

Умножая и деля на 1/ получим формулу Абеля, позволяющую вычислять давление до 610⁸ Па.

, (2.10)

где - плотность заряжания (кГ/дм³), - сила ВВ (кДж/кГ), ,

- удельный объем продуктов взрыва.

Подставляя в формулу значение , где - масса заряда;

- объем камеры сгорания и решая относительно  получим формулу внутренней баллистики

, (2.11)

позволяющую рассчитать массу пороха, необходимую для получения давления при постоянном объеме.