Условия возникновения взрыва

Как мы выяснили ранее, взрывом называется химическое или физиче­-ское превращение вещества, сопровождающееся крайне быстрым переходом его энергии в энергию сжатия и движения исходных веществ, продуктов их превращения и окружающей среды. Исходя из этого, химический взрыв – это крайне быстрая реакция горения, сопровождающаяся резким переходом вы­-делившейся тепловой энергии в энергию сжатия и движения исходных ве-ществ, продуктов сгорания и окружающей среды.

Взрыв состоит из трех стадий:

1) превращение химической энергии реакции в тепловую энергию;

2) превращение тепловой энергии в энергию сильно сжатого газа;

3) распространение сжатого газа в виде ударной волны.

Основными условиями протекания химической реакции в виде взрыва являются:

1. Экзотермичность, которая обусловлена тем, что прочность связей между атомами в продуктах реакции намного выше, чем в исходных вещест-вах, поэтому «лишняя» энергия высвобождается. При эндотермических реак-циях взрыва не происходит.

2. Образование газов, потому что:

· во-первых, переход в газообразное состояние при химической реак-ции любых веществ в постоянном объеме ведет к возрастанию дав-ления;

· во-вторых, газы имеют очень большой коэффициент объемного рас-ширения при нагреве. Без наличия газов будет происходить только разогрев вещества.

3. Высокая скорость реакции и ее способность к самораспростране-нию и самоускорению. Самораспространение происходит за счет либо теп-ловой «волны», осуществляемой теплопроводностью (дефлаграционный взрыв), либо ударной волны сжатых газов (детонация).

Тепловая «волна» поддерживается выделяющимся при горении теплом, а ударная волна – самим сжатым газом.

Автоускорение реакции и возникновение взрыва происходит в резуль-тате повышения температуры реагирующих веществ за счет теплоты реак-ции, либо увеличения активных радикалов, либо повышения давления в ударной волне.

Тема 8. УДАРНЫЕ ВОЛНЫ И ДЕТОНАЦИЯ.

До сих пор мы рассматривали закономерности дефлаграционного горе-ния, при котором пламя распространяется по горючей среде путем послойной передачи поджигающего импульса в результате молекулярной теплопровод-ности. Возможен и другой механизм распространения в пространстве зоны быстрой химической реакции, при котором каждый последующий слой газа нагревается не теплопроводностью, а путем быстрого сжатия, достаточно ин-тенсивного, чтобы довести реагирующую среду до состояния адиабатическо-го воспламенения. Такой механизм горения, именуемый детонацией, в прин-ципе отличающийся от дефлаграционного, характеризуется рядом особенно-стей, порождающих сложные задачи для техники взрывобезопасности. Для понимания закономерностей детонационного горения необходимо устано-вить, в каких условиях происходит нагревание сжатием до столь высоких температур.

Дата добавления: 2014-01-03