Презентация на тему: Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА

Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЗРЫВЧАТОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Формы взрывчатого превращения: - горение (быстрое сгорание); - собственно взрыв; - детонация.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Требования в ВВ
3. РЕАКЦИЯ ВЗРЫВА, СОСТАВ И ПАРАМЕТРЫ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Кислородный баланс - это выраженная в процентах разность между количеством кислорода, содержащимся во взрывчатом веществе, и его количеством, необходимым для
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
В зависимости от величины кислородного баланса принято различают три группы ВВ:
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
РАСЧЕТ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Для взрывчатого вещества с положительным кислородным балансом реакция взрывчатого превращения записывается в виде приближенного уравнения
Для приближенного уравнения взрыва взрывчатого вещества с отрицательным кислородным балансом пользуются правилом последовательного окисления. На первой стадии
Например для взрывчатого вещества ТЭН С(СН 2 -О- NO 2 ) 4
Для приближенного уравнения взрыва взрывчатого вещества с существенно отрицательным кислородным балансом также пользуются правилом последовательного окисления.
Например для взрывчатого вещества ТРОТИЛ
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Теплотой образования химического соединения называется количество тепла, которые выделяются или поглощается при образовании его из простых веществ.
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Теплота взрыва является важнейшей характеристикой взрывчатого вещества. Чем больше теплота взрыва, тем больше работоспособность, мощность и разрушительно
Температура взрыва – это максимальная температура, до которой оказываются нагретыми продукты взрывчатого превращения в момент взрыва. Эта температура
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Пример расчета температуры взрыва тротила:
Определяем температуру взрыва тротила
Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА
Задание на самостоятельную работу
1/28
Средняя оценка: 4.4/5 (всего оценок: 94)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (210 Кб)
1

Первый слайд презентации: Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА

Цели занятия: 1. Ознакомить обучаемых с составом и параметрами продуктов взрыва и их влиянием на характер взрывчатого превращения. 2. Изучить классификацию взрывчатых веществ, характеристики взрывчатого превращения.

Изображение слайда
2

Слайд 2: 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЗРЫВЧАТОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ

Взрыв, представляет собой процесс чрезвычайно быстрого изменения физического или химического состояния системы, сопровождающийся переходом ее потенциальной энергии в работу. Химическое превращение гексогена в газообразные продукты и последующее расширение нагретых газов и паров – продуктов взрыва:

Изображение слайда
3

Слайд 3

Взрывчатое превращение веществ характеризуется следующими показателями : экзотермичностью процесса - выделением тепла (для современных ВВ теплота взрыва изменяется в пределах от 3750 до 7550 кДж/кг ); скоростью распространения процесса – кратковременность (переход исходного ВВ к конечным продуктам взрыва - в течение 10 -5 …10 -6 с, а скорость распространения взрыва по массе вещества составляет 7000…9000 м/с. ); образованием газообразных продуктов (при взрыве 1 кг штатных ВВ образуется от 0,75 до 0,95 м3 газов и паров ). Только одновременное сочетание этих трех основных факторов, представляющих собой взрывчато-энергетические характеристики, обеспечивает явление взрыва. Это термитная реакция: при этой реакции не образуются газообразные вещества, следовательно не совершается и работа.

Изображение слайда
4

Слайд 4: Формы взрывчатого превращения: - горение (быстрое сгорание); - собственно взрыв; - детонация

Быстрым сгоранием взрывчатого вещества называют процесс, скорость распространения которого по массе ВВ не превышает нескольких метров в секунду, а иногда - даже долей метра в секунду. Собственно взрыв ( обыкновенный взрыв или взрыв второго рода), - это процесс, который может протекать с переменной скоростью, но значительно большей, чем в первом случае, в среднем со скоростью сотен метров в секунду. Детонацией ( взрыв первого рода), называют процесс, который распространяется по массе вещества с максимальной скоростью, измеряемой обычно тысячами метров в секунду.

Изображение слайда
5

Слайд 5: 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ

Взрывчатые вещества классифицируются по следующим признакам: по практическому применению; по агрегатному (физическому) состоянию; по составу. по направлениям применения

Изображение слайда
6

Слайд 6

по практическому применению ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА Инициирующие (первичные) Смесевые (сложные) Бризантные (вторичные) Индивидуальные (простые) по агрегатному (физическому) состоянию Твердые газообразные жидкие Метательные (пороха и ТРТ) по составу компонентов по направлениям применения Гелеобразные Суспензионные ВОЕННЫЕ Промышленные Для горного дела монолитные пластичные гранулированные порошкообразные эластичные

Изображение слайда
7

Слайд 7: Требования в ВВ

Высокая эффективность действия. Определенная чувствительность к внешним импульсам. Высокая химическая и физическая стойкость, химическая инертность по отношению к различным материалам. Удовлетворительные технологические качества. Производственно-экономические требования (дешевизна и доступность сырья, простота и безопасность производства, невысокая себестоимость готового продукта).

Изображение слайда
8

Слайд 8: 3. РЕАКЦИЯ ВЗРЫВА, СОСТАВ И ПАРАМЕТРЫ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА

Для оценки возможного разрушительного действия взрыва необходимо знать количество и состав продуктов взрыва, который зависит от состава исходного ВВ и условий протекания реакции взрывчатого превращения. Состав продуктов взрыва и определяющий его характер взрывчатого превращения зависит от содержания окислительных элементов (взрыв - процесс окислительно-восстановительный, протекающий за счет кислорода самого ВВ). Поэтому окисление горючих элементов ВВ при различном содержании кислорода может быть полным или неполным. Содержание кислорода оценивается по величине кислородного баланса (КБ).

Изображение слайда
9

Слайд 9: Кислородный баланс - это выраженная в процентах разность между количеством кислорода, содержащимся во взрывчатом веществе, и его количеством, необходимым для полного окисления горючих элементов (углерода - до СО 2, водорода - до Н 2 О ). Рассчитывается по формуле:

где: 16 - атомная масса кислорода, М – молекулярная масса ВВ, n o - число атомов кислорода в молекуле ВВ, n i - необходимое число атомов кислорода для полного окисления углерода и водорода.

Изображение слайда
10

Слайд 10

Для сложных смесей ВВ, если их состав выражен условной формулой смеси в виде С a Н b O c N d, где a, b, c, d – количество грамм-атомов соответствующих элементов в 1 кг смеси, кислородный баланс может быть выражен зависимостью где - количество грамм-атомов кислорода, необходимое для полного окисления углерода и водорода.

Изображение слайда
11

Слайд 11: В зависимости от величины кислородного баланса принято различают три группы ВВ:

1. Взрывчатые вещества с положительным и нулевым кислородным балансом В этих ВВ кислорода достаточно для полного окисления горючих элементов. К таким веществам относятся нитроглицерин С 3 Н 5 ( ONO 2 ) 3, нитродигликоль С 2 Н 4 ( ONO 2 ) 2 и др. 2.Взрывчатые вещества с отрицательным кислородным балансом, то есть с количеством кислорода недостаточным для полного окисления горючих элементов, но достаточным для превращения углерода в газообразные продукты. К веществам этой группы относятся гексоген С 3 Н 6 O 6 N 6, тэн С(СН 2 ONO 2 ) 4 и др.

Изображение слайда
12

Слайд 12

3.Взрывчатые вещества с существенно отрицательным кислородным балансом – т.е. с количеством кислорода, недостаточным для окисления углерода, в результате чего в продуктах взрыва образуется свободный углерод в виде сажистых частиц. К таким взрывчатых веществам относятся тротил С 6 Н 2 ( NO 2 ) 3 СН 3, тетрил С 6 Н 2 ( NO 2 ) 3 NN O 2 СН 3 и др. Признаком ВВ этой группы является неравенство

Изображение слайда
13

Слайд 13: РАСЧЕТ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА

Существует несколько методов расчета состава продуктов взрыва. Наиболее простым является расчет на основе реакций взрыва с учетом величины кислородного баланса взрывчатого вещества. (Это метод последовательного окисления).

Изображение слайда
14

Слайд 14: Для взрывчатого вещества с положительным кислородным балансом реакция взрывчатого превращения записывается в виде приближенного уравнения

Для вещества этой группы весь углерод окисляется до СО 2, водород до Н 2 О, часть кислорода и азот выделяются в свободном виде. Например для нитроглицерина уравнение выглядит так:

Изображение слайда
15

Слайд 15: Для приближенного уравнения взрыва взрывчатого вещества с отрицательным кислородным балансом пользуются правилом последовательного окисления. На первой стадии кислород расходуется на окисление углерода до СО и водорода Н 2 О

На второй стадии оставшийся кислород окисляет часть СО до СО 2.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Например для взрывчатого вещества ТЭН С(СН 2 -О- NO 2 ) 4

уравнение выглядит так:

Изображение слайда
17

Слайд 17: Для приближенного уравнения взрыва взрывчатого вещества с существенно отрицательным кислородным балансом также пользуются правилом последовательного окисления

Сначала кислород окисляет водород воды Затем оставшаяся часть кислорода реагирует с углеродом, образуя СО, а остаток углерода выделяется в свободном виде

Изображение слайда
18

Слайд 18: Например для взрывчатого вещества ТРОТИЛ

уравнение выглядит так:

Изображение слайда
19

Слайд 19

Теплотой взрыва называется количество тепла, которое выделяется при взрыве 1 килограмма взрывчатого вещества. Для расчета теплоты взрыва необходимо знать: уравнение взрывчатого вещества ВВ; теплоту образования ВВ ( Q обр ВВ ) и теплоту образования продуктов взрыва ( Q обр ПВ ). Qv = Q обр ПВ- Q обрВВ Теплота взрыва штатных взрывчатых веществ изменяется от 1465 до 6285 кДж/кг.

Изображение слайда
20

Слайд 20: Теплотой образования химического соединения называется количество тепла, которые выделяются или поглощается при образовании его из простых веществ

Таблица 1. Величина теплоты образования химических веществ Продукты взрыва Q обр, кДж/моль Взрывчатое вещество Q обр, кДж / моль v=const p=const v=const p=const CO 119,9 110,6 Тротил 42,3 59,5 CO 2 393,9 393,9 Гексоген -93,4 -71,6 H 2 O 240,9 242,2 Тетрил -55,7 -33,6 NO -90,5 -90,5 ТЭН 502,8 532,1 NO -34,8 -33,5 Аммонийная селитра 354,9 366,2 NH 43,6 46,1

Изображение слайда
21

Слайд 21

Выбираем теплоту образования тротила из таблицы 1: Q обрТротила = 42,3 к Дж / моль; Пример расчета теплоты взрыва тротила: Дано уравнение взрывчатого превращения тротила: Определяем теплоту образования продуктов взрыва: В пересчете на 1кг тротила теплота взрыва равна: Вычисляем теплота взрыва тротила:

Изображение слайда
22

Слайд 22: Теплота взрыва является важнейшей характеристикой взрывчатого вещества. Чем больше теплота взрыва, тем больше работоспособность, мощность и разрушительно действие взрывчатого вещества. Теплота взрыва зависит от природы и состава взрывчатого вещества, в основном от плотности взрывного заряда:

Таблица 2. Зависимость теплоты взрыва от плотности взрывчатого вещества Плотность взрывчатого вещества, кг/м 3 Теплота взрыва Тротил Гексоген Тетрил 850 3394 - - 950 - 5321 - 1000 - - 3855 1600 4232 5531 4567

Изображение слайда
23

Слайд 23: Температура взрыва – это максимальная температура, до которой оказываются нагретыми продукты взрывчатого превращения в момент взрыва. Эта температура достигается в короткий промежуток времени 10 -6 -10 -7 сек), а затем столь же быстро падает. Поэтому чрезвычайно трудно создать приборы для непосредственного измерения температуры взрыва

Температура взрыва может быть вычислена по формуле:

Изображение слайда
24

Слайд 24

Таблица 3. Постоянные величины для газов и твердых веществ Продукты взрыва a i Дж/моль град b i x 10 -3, Дж/моль град Двухатомные газы СО и N 2 20,1 1,89 Пары воды Н 2 О 16,8 9,0 Двуокись углерода СО 2 37,7 2,4 Четырехатомный газ 41,9 1,89 Твердые вещества 25,1 -

Изображение слайда
25

Слайд 25: Пример расчета температуры взрыва тротила:

Дано уравнение взрывчатого превращения тротила : Рассчитываем величины А и В для тротила, используя данные таблицы: Для двухатомных газов СО и N 2 : А = 3,5*20,1+1,5*20,1 = 100,5; В= 3,5*1,89+1,5*1,89 = 9,45; Для паров воды Н 2 О: А= 2,5*16,8 = 42,0 В = 2,5*9,0 = 22,5; Для твердого вещества С: А = 3,5*25,1 = 87,85; В = 3,5*1,89 = 6,615. Суммарное значение равно: А = 230,4; В = 38,6 х 10 -3

Изображение слайда
26

Слайд 26: Определяем температуру взрыва тротила

Удельный объем продуктов взрыва представляет собой объем газов и парообразных продуктов взрыва в кубических метрах, образующихся при взрыве одного килограмма взрывчатого вещества, приведенного к нормальным условиям. находится по уравнению превращения; М –молекулярная масса ВВ. где

Изображение слайда
27

Слайд 27

Пример: Рассчитать удельный объем продуктов взрыва тротила: Удельный объем продуктов взрыва может быть определен также экспериментально. Чем выше температура и больше удельный объем продуктов взрыва, тем более высокое давление создается в месте взрыва и, следовательно, будет более сильным разрушительный эффект.

Изображение слайда
28

Последний слайд презентации: Тема №4. ВЗРЫВЧАТОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВА И СОСТАВ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА: Задание на самостоятельную работу

Изучить материал занятия, используя Пороха, твердые ракетные топлива и взрывчатые вещества / В.К.Марьин, В.П.Зеленский, Б.М.Орлов и др.– МО, 1992. – 202 с. Стр.114-128. Артиллерийское вооружение. Основы устройства и конструирование. Учебник для ВУЗов. Под ред. И.И.Жукова. М., «Машиностроение», 1975, стр. 25-37. Выполнить в рабочих тетрадях схемы «Классификации Взрывчатых веществ»

Изображение слайда