Материал: Ответы экзамен горения и взрыва

Основными характеристиками пороха являются: теплота горения Q — количество тепла, выделяемое при полном сгорании 1 килограмма пороха; объём газообразных продуктов V выделяемых при сгорании 1 килограмма пороха (определяется после приведения газов к нормальным условиям); температура газов Т, определяемая при сгорании пороха в условиях постоянного объёма и отсутствия тепловых потерь; плотность пороха ρ; сила пороха f — работа, которую мог бы совершить 1 килограмм пороховых газов, расширяясь при нагревании на Т градусов при нормальном атмосферном давлении.

58. Взрывчатыми могут быть конденсированные (твёрдые и жидкие) вещества, газы, а также взвеси частиц твёрдых или жидких веществ в газах. Во взрывной технике применяются конденсированные и водонаполненные ВВ, преимущество которых заключается в значительной концентрации энергии в единице объёма. В сочетании с большой скоростью процесса это позволяет получать при взрыве огромные мощности. Резко расширяясь, сжатый газ наносит по окружающей среде удар огромной силы. Происходит взрыв. Материалы, находящиеся вблизи от заряда, подвергаются дроблению и сильнейшей пластической деформации (местное, или бризантное, действие взрыва); вдали от заряда разрушения менее интенсивны, но зона, в которой они происходят, гораздо больше (общее, или фугасное, действие взрыва).

59. Состав продуктов взрыва — качественное и количественное содержание химических веществ, образующихся из взрывчатого вещества (ВВ) в результате взрыва. Состав продуктов взрыва определяется в основном составом ВВ (рецептурой ВВ) и условиями взрывания. При нулевом и положительном кислородном балансе для ВВ, состоящих из углерода, водорода, азота и кислорода, в основном в продуктах взрыва углерод окисляется до СО2, водород до Н2О, азот выделяется в свободном виде. Кроме того, в небольших количествах идет образование окислов азота NO, NO2, N2O3, свободного водорода Н2, аммиака NH3, метана СН4. Чем больше кислородный баланс, тем больше образуется окислов азота. Если в состав ВВ входят металлы (например, алюминий), то в продуктах взрыва они присутствуют, как правило, в виде окислов (Al2O3). При наличии серы образуются SO2 и H2S, при наличии хлора — хлористый водород HCl и хлориды металлов. Если в состав ВВ входит калиевая, кальциевая или натриевая селитра, то в продуктах взрыва образуются твёрдые окислы К2О, СаО или Na2О. Кислоро́дный бала́нс — отношение количества кислорода, содержащегося во взрывчатом веществе (ВВ) к его количеству, необходимому для полного окисления всех остальных компонентов этого ВВ.

60. Стойкость ВВ определяет возможность, длительность и сроки хранения, а также условия хранения и использования ВВ на взрывных работах. Стойкостью называется способность ВВ сохранять в нормальных условиях хранения и применения постоянство своих физико-химических и взрывчатых характеристик. Нестойкие ВВ могут в определенных условиях снижать и даже полностью утрачивать способность к взрыву или же, наоборот, настолько повышать свою чувствительность, что становятся опасными в обращении и подлежат уничтожению. Они способны к саморазложению, а при известных условиях и к самовозгоранию, что при больших количествах этих веществ может привести к взрыву. Следует различать физическую и химическую стойкость ВВ.

Физическая стойкость рассматривает такие свойства ВВ, как гигроскопичность, растворимость, старение, затвердевание, слеживаемость.

Химическая стойкость ВВ определяется подогреванием небольшого количества вещества в течение определенного времени с одновременным контролем за скоростью разложения.

61. Основными параметрами ударной волны, определяющими ее поражающее действие являются: избыточное давление, скоростной напор и продолжительность фазы сжатия. Избыточное давление в ударной волне- разность между давлением во фронте ударной волны и в окружающей невозмущенной среде. Один из основных параметров ударной волны ядерного взрыва, характеризующий ее поражающее действие. Определяет характер и тяжесть поражения личного состава, повреждений военной техники и других объектов в данной области пространства. Значение и изменение избыточного давления во времени зависят от мощности и вида взрыва, удаления от его центра (эпицентра) и среды, в которой он произведен. Величина скоростного напора находится в прямой зависимости от скорости и плотности воздуха за фронтом ударной волны. Оба эти параметра зависят от избыточного давления волны и связаны c величиной этого давления (при идеальных условиях фронтом ударной волны) определёнными равенствами. Для сильных ударных волн скоростной напор больше избыточного давления, но при избыточном давлении менее 4,9 кг/см скоростной напор меньше избыточного давления ударной волны. Подобно максимальному избыточному давлению ударной волны, максимальный скоростной напор уменьшается по мере удаления от центра взрыва, хотя и иными темпами.

62. Детона́ция (нормальная) — сверхзвуковой комплекс, состоящий из ударной волны и экзотермической химической реакции за ней.

 Механизм превращения энергии на фронте детонационной волны существенно отличается от механизма дефлаграции — волны медленного горения, сопровождающейся дозвуковыми течениями. Принципиальная возможность явления детонации следует из того, что при прохождении через фронт всякой ударной волны вещество нагревается. Если ударная волна достаточно сильна, то это нагревание может поджечь горючую смесь, что и приводит к детонации. Возникающая при этом поверхность нормального разрыва называется детонационной волной. Изменение термодинамических параметров среды при прохождении через фронт детонационной волны описывается детонационной адиабатой. Явление детонации лежит в основе действия бризантных взрывчатых веществ, широко применяемых как в военном деле, так и в гражданской хозяйственной деятельности при производстве взрывных работ. Волна Д. возбуждается интенсивным механич. или тепловым воздействием (удар, искровой разряд, взрыв металлич. проволочки под действием электрич. тока и т.п.). Сила воздействия, необходимого для возбуждения Д., зависит от хим. природы ВВ. К механич. и тепловому воздействию особенно чувствительны Инициирующие взрывчатые вещества, к-рые входят в состав капсюлей-детонаторов, используемых для возбуждения Д. вторичных (менее чувствительных) ВВ.        

В однородном ВВ волна Д. обычно распространяется с постоянной скоростью, к-рая среди возможных для данного ВВ скоростей детонационной волны является минимальной. В этом случае зона хим. реакции перемещается относительно продуктов реакции со скоростью звука. Благодаря этому волна разрежения, возникающая при расширении газообразных продуктов, не может проникнуть в зону реакции и ослабить ударную волну.

64. Температу́ра взры́ва — максимальная температура, до которой нагреваются продукты химических реакций, протекающих при взрыве.

 Температура взрыва зависит от состава взрывчвтого вещества (ВВ), параметров заряда ВВ (размеры, плотность, влажность и др.) и условий взрывания (наличие оболочки, способ инициирования и др.).

Температура взрыва для определенных условий может быть рассчитана или определена экспериментально. Для экспериментального определения используют оптические цветовые методы.

65. Ско́рость детона́ции — скорость распространения детонационной волны по заряду взрывчатого вещества (ВВ). Скорость детонации определяется составом и состоянием заряда, условиями взрывания. При одинаковых условиях скорость детонации постоянна и её значение — максимально возможное при этих условиях. Такое свойство делает скорость детонации одной из важнейших характеристик взрывчатых веществ. Минимальная скорость детонации для твердых (конденсированных) взрывчатых веществ 1,2 км/с. Обычная скорость детонации промышленных ВВ 2,5-6,5 км/с, а взрывчатых химических соединений 7-9 км/с. Чем выше скорость детонации, тем выше давление детонации и эффективность действия взрыва.

66. Взрывные работы

        работы в народном хозяйстве, выполняемые воздействием Взрыва на естественные (горные породы, древесина, лёд) или искусственные (бетон, каменная и кирпичная кладка, металлы и др.) материалы с целью контролируемого их разрушения и перемещения или изменения структуры и формы. В. р. осуществляются с помощью взрывчатых веществ (См. Взрывчатые вещества) (ВВ) и средств взрывания, создающих начальный импульс для возбуждения взрыва ВВ (капсюли-детонаторы с огнепроводным шнуром, электродетонаторы), а также передающих начальный импульс на требуемое расстояние (например, Детонирующий шнур). Для размещения ВВ внутри разрушаемого объекта (заряжания) предварительно создаётся полость (Шпур, Скважина, камера), как правило, Бурением, поэтому совокупность процессов для выполнения взрывов часто называют буро-взрывными работами. Дозированное количество ВВ, помещённое в полость или на поверхность разрушаемого объекта и снабженное средством взрывания, называется Зарядом.

При Составлении энергетического баланса взрыва парогазовой среды следует различать долю горючего вещества, участвующего во взрыве, и расход энергии этого взрыва на формирование ударной волны.