Повна версія

Головна arrow Товарознавство arrow Теорія горіння та вибуху

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Потужність вибуху

Параметрами, що визначають потужність вибуху, є енергія вибуху і швидкість її виділення. Енергія вибуху визначається фізико-хімічними перетвореннями, що перебігають при різних типах вибухів. Для парогазових середовищ енергію вибуху визначають по теплоті згоряння горючих речовин в суміші з повітрям; конденсованих ВВ - по теплоті, що виділяється при їх детонації (реакції розкладання); при фізичних вибухах систем зі стисненими газами і перегрітими рідинами - по енергії адіабатичного розширення парогазових середовищ і перегріву рідини.

При хімічному вибуховому перетворенні, властивому звичайним ВВ, коли порушуються зв'язку атомів молекули, відбувається екзотермічне перетворення цих речовин в інші, більш стійкі, переважно газоподібні речовини. При цьому виділяється близько 4 180 кДж тепла з 1 кг ВВ.

При ядерному вибуховому перетворенні (ядерному вибуху) порушують не внутрімолекулярні, а внутріядерні зв'язку і відповідно виділяється велика кількість енергії. Так, наприклад, при розподілі всіх ядер, що містяться в 1 кг урану, має виділятися близько 8,4 • 1010 кДж тепла.

Особливо від цих двох видів вибухового перетворення знаходиться явище вибуху, при якому не відбувається ні хімічної, ні ядерної реакції, а причиною вибуху є великий тиск газоподібних продуктів, утворюваних всередині герметично закритої судини. У цьому випадку відбувається "вибух", подібний вибухів парових котлів і балонів зі стисненим газом. Засновані на цьому принципі системи у вигляді патронів "кардоке", "гідроксил" і т.п. застосовуються в шахтах, вельми небезпечних по газу або пилу, де неприпустимий вибух, що супроводжується виділенням полум'я.

Кількість виділеної енергії залежить від швидкості, швидкості цього процесу, бо швидкість виділення енергії (тепла) є другим обов'язковою умовою вибуховою реакції.

Дійсно, при згорянні, наприклад, 1 кг кам'яного вугілля виділяється 30-33 тис. КДж тепла. Але згоряння вугілля, що йде по поверхневим шарам, прогрів внутрішніх шарів і підвід кисню відбуваються настільки повільно, що утворилося тепло встигає відводитися в навколишнє середовище і не може виконати механічну роботу.

При вибуховому перетворенні звичайних вибухових речовин, що дають всього близько 4180 кДж / кг, реакція в їхній масі йде настільки швидко (кілька кілометрів на секунду), що тепло не встигає відводитися у навколишнє середовище, а газоподібні продукти такий екзотермічної реакції (продукти вибуху) бувають нагріті до 2,5-4,5 тис. градусів.

Швидкість протікання реакції обумовлюється тим, що в самій масі вибухової речовини міститься достатня кількість кисню, необхідне для перетворення вихідної речовини в газоподібні продукти вибуху.

Наявність газоподібних продуктів реакції - третя обов'язкова умова явища вибуху. Обсяг цих продуктів в сотні разів більше обсягу вихідної речовини. При сильному нагріванні їх і вкрай швидкому освіті в цих продуктах вибуху, що знаходяться в початковий момент в обсязі вихідної речовини, створюється тиск в десятки і сотні тисяч атмосфер. У результаті газоподібні продукти вибуху, стрімко розширюючись, діють па навколишнє середовище у вигляді потужного удару, збуджуючи в ній виникнення ударної хвилі і роблячи руйнування, дроблення і розкидання цього середовища.

Значення газоподібних продуктів можна бачити на прикладі терміту, реакція якого і екзотермічна, і бистропротекаема, але при повній відсутності газоподібних продуктів. І явища вибуху при цьому не спостерігається.

Таким чином, можна зробити висновок, що явище вибуху можливе за наявності трьох обов'язкових чинників: екзотермічності реакції, вельми великій швидкості її протікання і великого тиску газоподібних продуктів, які в процесі розширення здійснюють механічну роботу.

 
<<   ЗМІСТ   >>