Сила (взрывная) - Strength (explosive)

В взрывчатые материалы, сила - параметр, определяющий способность взрывчатого вещества перемещать окружающий материал. Это связано с общим выходом газа в результате реакции и количеством выделяемого тепла. Ср. бризантность.

Сила, или потенциал, взрывчатого вещества - общая работай что может произвести газ, образовавшийся в результате его взрыва, при расширении адиабатически из исходного объема, пока его давление не снизится до атмосферного, а температура - до 15 ° C. Таким образом, потенциал - это общее количество тепла, выделяемое при постоянном объеме, выраженное в эквивалентных рабочих единицах, и является мерой силы взрывчатого вещества.

Взрывная сила измеряется, например, Тест свинцового блока Траузл.

Взрыв может произойти при двух общих условиях: первое, неограниченное, как на открытом воздухе, где давление (атмосферное) постоянно; второй - замкнутый, как в закрытой камере с постоянным объемом. В каждом случае выделяется одинаковое количество тепловой энергии, но при неограниченном взрыве определенное количество используется в качестве рабочей энергии при отталкивании окружающего воздуха и, следовательно, теряется в виде тепла. При замкнутом взрыве, где объем взрывчатого вещества невелик (например, в пороховой камере огнестрельного оружия), практически вся теплота взрыва сохраняется в виде полезной энергии. Если количество тепла, выделяемого при постоянном объеме в адиабатических условиях, рассчитано и преобразовано из тепловых единиц в эквивалентные рабочие единицы, можно получить результаты потенциала или производительности труда.

Следовательно, если

Q_mp представляет собой общее количество тепла, отдаваемого одним мольом взрывчатого вещества с температурой 15 ° C и постоянным давлением (атмосферным);

Q_мв представляет собой общее количество тепла, выделяемое одним мольом взрывчатого вещества при 15 ° C и постоянном объеме; и

W представляет собой рабочую энергию, затраченную на отталкивание окружающего воздуха при неограниченном взрыве, и поэтому не может использоваться в качестве чистого теоретического тепла;

Тогда из-за преобразования энергии для работы в случае постоянного давления

Q_мв = Q_mp + W

откуда стоимость Q_мв может быть определено. Впоследствии можно рассчитать потенциал мола взрывчатого вещества. Используя это значение, потенциал для любого другого веса взрывчатого вещества может быть определен простой пропорцией.

Используя принцип начального и конечного состояния и таблицу теплоты образования (полученную на основе экспериментальных данных), можно легко рассчитать тепло, выделяющееся при постоянном давлении.

м п

Q_mp = v_яQ_фи - v_kQ_fk

1 1

куда:

Q_фи = теплота образования продукта i при постоянном давлении

Q_fk = теплота образования реагента k при постоянном давлении

v = количество молей каждого продукта / реагентов (м количество продуктов и п количество реагентов)

Энергия работы, затрачиваемая газообразными продуктами детонации, выражается как:

W = P dv

При постоянном давлении и незначительном начальном объеме это выражение сводится к:

W = P · V₂

Поскольку теплота образования рассчитана для стандартного атмосферного давления (101 325 Па, где 1 Па = 1 Н / м²) и 15 ° C, V₂ - объем, занимаемый газообразными продуктами в этих условиях. На этой точке

W/ моль = (101325 Н / м²) (23,63 л / моль) (1 м³ / 1000 л) = 2394 Н · м / моль = 2394 Дж / моль

и, применяя соответствующие коэффициенты пересчета, работа может быть преобразована в килокалории.

W/ моль = 0,572 ккал / моль

После того, как химическая реакция уравновешена, можно рассчитать объем произведенного газа и работу расширения. После того, как это будет выполнено, могут быть выполнены расчеты, необходимые для определения потенциала.

Для TNT:

C₆ЧАС₂(НЕТ₂)₃CH₃ → 6СО + 2,5 ч₂ + 1.5N₂ + C

на 10 моль

Потом:

Q_mp = 6 (26,43) - 16,5 = 142,08 ккал / моль

Примечание: элементы в их естественном состоянии (H₂, O₂, N₂, C и т. Д.) Используются в качестве основы для таблиц теплоты пласта, и им присваивается нулевое значение. См. Таблицу 12-2.

Q_мв = 142,08 + 0,572 (10) = 147,8 ккал / моль

Как было сказано ранее, Q_мв преобразованный в эквивалентные рабочие единицы - это потенциал взрывчатого вещества. (MW = молекулярная масса взрывчатого вещества)

Потенциал = Q_мв ккал / моль × 4185 Дж / ккал × 10³ г / кг × 1 моль / (моль · г)

Потенциал = Q_мв (4.185 × 10⁶) Дж / (моль · кг)

За TNT,

Потенциал = 147,8 (4,185 × 10⁶)/227.1 = 2.72 × 10⁶ Дж / кг

Вместо того, чтобы сводить такие большие числа в таблицу, в области взрывчатых веществ в качестве стандартного взрывчатого вещества принимается тротил, а другим присваивается сила относительно силы тротила. Потенциал TNT был рассчитан выше и составляет 2,72 × 10⁶ Дж / кг. Относительная сила (RS) может быть выражена как

Р.С. = Взрывоопасность / (2,72 × 10⁶)