第一章炸药爆炸基本理论课件.ppt
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- 第一章 炸药 爆炸 基本理论 课件
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1、 2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论2主要内容第一章第一章 炸药爆炸基本理论炸药爆炸基本理论1.1 基本概念 1.2 炸药化学反应基本形式 1.3 炸药氧平衡与反应产物 1.4 炸药热化学参数 1.5 炸药感度 1.6 炸药起爆 1.7 炸药爆轰理论 1.8 炸药爆炸性能:本章思考题2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论3第一节第一节 基本概念基本概念 物理爆炸(不发生化学变化)核爆炸 (核裂变或核聚变)化学爆炸(有新的物质生成)(explosive):在一定条件下,能够发生快速化学反应,放出能量,生成气体产物,显示爆炸效应(explosive effect)的化合物或混合物。爆炸
2、的分类:炸药2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论4 化学爆炸三要素化学爆炸三要素1反应的放热性 炸药爆炸必须的能源 3反应中生成大量气体产物 炸药爆炸对外做功的媒介 2反应过程的高速度爆炸反应区别一般化学反应的重要标志 2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论5铝热剂反应铝热剂反应 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe+828kJ 尽管反应非常迅速,且放出很多的热量,反应放出的热量足以把反应产物加热到3000K,但终究由于没有气体产物生成,没有把热能转变为机械能的媒介,无法对外做功,所以不具有爆炸性。2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论6第二节第二节 炸药化学反应基本形式炸药化学
3、反应基本形式 爆炸速度增长到稳定爆速爆炸速度增长到稳定爆速(stationary detonation velocity)的最大值的最大值 ,以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。反映炸药的化学安定性 炸药以每秒数百米至数千米的高速进行爆炸反应 对爆破材料的安全生产,加工,运输保管以及过期变质炸药的销毁都很有必要爆轰2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论7第三节第三节 炸药氧平衡与反应产物炸药氧平衡与反应产物 炸药内含氧量与所含可燃元素充分氧化所需氧量相比之间的差值称为氧平衡。氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或质量分数来表示。炸药的氧平衡
4、(Oxygen balance)2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论8氧平衡的计算氧平衡的计算令令炸药的通式:炸药的通式:CaHbNcOd则则氧平衡的计算式:氧平衡的计算式:1(2/2)16 100%bQdabMbQM式中 炸药的氧平衡;炸药的摩尔质量(g/mol);氧的摩尔质量(g/mol)162022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论9混合炸药氧平衡的计算混合炸药氧平衡的计算计算公式计算公式:1(2/2)16 100%1000bQdab或者bibiQmQimbiQ式中 、分别为第 i 组分的质量分数和氧平衡值 2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论10氧平衡的三种类型氧平衡的三种
5、类型Qb0Qb=0Qb02022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论11混合炸药配方计算混合炸药配方计算含两种成分的混合炸药配比:设x、y分别为炸药中氧化剂和可燃剂的配比,Qx、Qy、Qb分别为这两种成分和混合后氧平衡值,则有:100%xybxyxQyQQ2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论12 例:例:用硝酸铵、用硝酸铵、TNTTNT和木粉配制零氧平衡的岩石炸药,试求出和木粉配制零氧平衡的岩石炸药,试求出其取值范围并选定一组配方。其取值范围并选定一组配方。解:解:设1单位质量炸药中含硝酸铵为x,TNT为y,木粉为z。已知各组中的氧平衡(查表):硝酸铵20%,TNT-74%,木粉-138%
6、,按零氧平衡配制时应有:三种成分的取值范围为:硝酸铵 ,TNT 木粉 可取TNT含量y=10%,代入上方程组解得:100%0.20.741.380 xyzxyz87.34%012.66%xyz设得78.72%021.28%xy再设z得78.72 87.34%x 0 21.28%y 0 12.66%z 83.3%6.7%xz2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论13爆轰产物与有毒气体爆轰产物与有毒气体 (1)爆轰产物:炸药爆轰时,化学反应区反应终了瞬间的化学反应产物。它是计算爆轰反应热效应的依据。(2)爆炸产物:爆轰产物的进一步膨胀,或同外界空气、岩石等其他物质相互作用,发生新的反应、生成的
7、新的产物。(3)有毒气体:CO、H2S、SO2和氮氧化物 在计算有毒气体总量时,应将其他气体折算成在计算有毒气体总量时,应将其他气体折算成CO含量;其中氮氧化物含量;其中氮氧化物的毒性系数为的毒性系数为6.5,SO2、H2S的毒性系数为的毒性系数为2.5。2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论14影响有毒气体生成量的主要因素影响有毒气体生成量的主要因素 炸药的氧平衡 化学反应的完全程度 炸药外壳为涂蜡纸壳 爆破岩石内含硫 生成H2S、SO2等有毒气体 2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论15第四节第四节 炸药热化学参数炸药热化学参数 爆炸压力爆温爆热爆容 1kg炸药爆炸生成气体产物换
8、算为标准状态下的体积称为爆容(specific volume)(单位:L/kg)。爆容越大,炸药做功能力越强。单位质量炸药爆炸时所释放的热量称为爆热(explosion heat)(单位:J/kg 或kJ/kg)。爆炸瞬间固体炸药变成气体产物,这些产物来不及膨胀,爆炸已经结束,因而可以认为爆炸过程是定容过程。(explosion temperature)指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度。(explosion pressure)指当爆炸结束,爆炸产物在炸药初始体积内达到热平衡后的流体静压值。也有人将其定义为炮孔中装药爆炸完了瞬间炮孔壁上的压力,故又称为炮孔压力。2022-10-4
9、第一章 炸药爆炸基本理论16第五节第五节 炸药感度炸药感度 感度(sensitivity)指在外界能量的作用下,炸药发生爆炸的难易程度。起爆感度感度 炸药对不同形式的外界能量作用所表现的感度是不一样的。故不能简单地以炸药对某种起爆能的感度等效地衡量它对另一种起爆能的感度。冲击波感度热感度静电感度火焰感度摩擦感度撞击感度其他感度(sensitivity to initiation)(sensitivity to shock wave)(electrostatic sensitivity)(sensitivity to flame)(sensitivity to friction)(sensiti
10、vity to impact)(sensitivity to heat)2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论17热感度和机械感度热感度和机械感度热感度(sensitivity to heat)是指在热的作用下,炸药发生爆炸的难易程度。热感度通常用爆发点(ignition point)来表示.热作用的方式主要有两种:均匀加热、火焰点火。机械感度(1)撞击感度(2)摩擦感度(sensitivity to impact)在机械撞击的作用下,炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的撞击感度。(sensitivity to friction)在机械摩擦的作用下,炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的摩擦感度。2
11、022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论18炸药的起爆感度炸药的起爆感度起爆感度(sensitivity to initiation)炸药的起爆感度是指在其他炸药(起爆药、起爆具等)的爆炸作用下,猛炸药发生爆轰的难易程度。凡能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其具有雷管感度;凡不能用1发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其不具有雷管感度。2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论19炸药的殉爆炸药的殉爆殉爆(sympathetic detonation)殉爆是指炸药(主发药包)发生爆炸时引起与它不相接触的邻近炸药(被发药包)爆炸的现象殉爆距离是指主发药包爆炸时一定引爆被发药包的两药包间的最大距离。殉
12、爆距离(transmission distance)炸药的殉爆能力用殉爆距离表示,单位一般为cm 确定炸药生产房间的安全距离(safety distance),为厂房设计提供基本数据;改进工 业炸药的性质,提高在工程爆破时起爆或传爆的可靠性。在采用炮孔法进行爆破工作时,为保证相邻药卷完全殉爆,对药卷之间的殉爆距离有一定要求。装药时,应尽可能使相邻药卷紧密接触,防止岩粉或碎石等惰性物质将药卷隔开。因有惰性介质时,殉爆距离将明显减小。研究殉爆的目的:2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论20殉爆距离的测定殉爆距离的测定2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论21影响殉爆距离的因素影响殉爆距离
13、的因素 ABC装药密度 药包外壳和连接方式药量和药径 2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论22影响炸药感度因素影响炸药感度因素 1炸药温度的影响 2炸药物理状态与晶体形态的影响 3炸药颗粒度的影响 5附加物的影响 4装药密度的影响 2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论23第六节第六节 炸药起爆炸药起爆炸药爆炸的能栅图2022-10-4第一章 炸药爆炸基本理论24热点起爆理论热点起爆理论 热点学说认为:炸药在受到机械作用时,绝大部分的机械能量首 先转化为热能。由于机械作用不可能是均匀的,因此,热能不是作用在整个炸药上,而只是集中在炸药的局部范围内,并形成热点。在热点处的炸药首先发生热
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