К самораспространению

В) Большая скорость реакции и способность ее

Б) Образование газов

Классификация по применению. Четыре группы.

Индивидуальные ВВ классифицируются по структуре.

Структура ВВ зависит от того как связан основной фрагмент , содержащий кислород с молекулой ВВ.

а) Нитраты – или эфиры азотной кислоты

Пример: НГЦ, НЦ, ДНЭГ.

Свойства нитратов: повышенная чувствительность, пониженная стабильность и хорошо растворяющая способность.

б) Нитрамины: (тетрил, октоген, гексоген)

октоген гексаген

Характеристика: повышенная плотность, большая мощность, более чувствительны, чем - нитросоединения.

в) - нитросоединения, связь

К ним относятся тротил, нитробензол, нитроксилол.

1) Бризантные ВВ (тетрил, тротил, и т.д.) применяются как первичный заряд во взрывных снарядах, бомбах, минах и т.д.

Характерным видом взрывного превращения ВВ этой группы является детонация; они способны и гореть, но при некоторых условиях горения может стать неустойчивым и перейти во взрыв или детонацию.

Для возбуждения детонации бризантных ВВ применяют инициирующие ВВ, т.е. первичные ВВ.

2)

Инициирующие ВВ (первичные) служат для возбуждения детонации бризантных ВВ или воспламенения метательных ВВ. Характерным видом взрывного превращения является детонация.

Рисунок 1 – Нарастание скорости детонации у бризантных,

инициирующих и псевдоинициирующих ВВ

ИВВ врываются от простого начального импульса (внешнего воздействия) – пламени, удара, накола, трения. Горение инициирующих ВВ неустойчиво даже при атмосферном давлении.

3) ВВ, служащие для метательных целей или пороха не детонируют в нормальных условиях.

Характерный вид взрывного превращения – горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условиях выстрела; эти вещества пригодны для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия и для сообщения движения ракетным снарядам.

Пороха в свою очередь подразделяются.

а) Пироксилиновые.

б) Баллиститные.

в) Кордитные.

4) Твердые смесевые и пиротехнические топлива, изготовляемые в виде смесей окислителей, горючих и связующих веществ (полимеров)

Формы взрывчатого превращения (взрыва) ВВ: гомогенный и самораспространяющийся.

1) Гомогенный взрыв

При постепенном нагревании сосуда, заполненного взрывчатым веществом, скорость реакции его превращения будет возрастать. Температура ВВ будет возрастать и за счет внешнего подогрева и за счет теплоты реакции. Этот процесс становится самоускоряющимся в результате чего ВВ быстро превращается в сильно сжатые газы. Гомогенный взрыв не имеет применения во взрывной технике.

2) Самораспространяющийся взрыв

Если в небольшой части заряда ВВ путем сильного разогрева вызвана быстрая химическая реакция. При известных условиях эта реакция будет самопроизвольно распространяться с большой скоростью от места ее возбуждения до границ заряда.

На использовании самораспространяющегося взрыва основана вся современная взрывная техника. Этой форме взрыва ВВ можно дать следующее определение:

Взрывом ВВ называют самораспространяющиеся с большой скоростью химическое превращение, протекающееся с выделением большого количества тепла и образованием газов.

1.1.2 Условия, определяющие возможность химического взрыва

Условия, определяющие возможность химического взрыва: экзотермичность, образование газов, большая скорость реакции и способность ее к самораспространению.

Возможность химического взрыва определяется четырьмя условиями.

Все эти условия взаимозависимы. Так, большая скорость реакции определяется не только константой скорости, но и температурой, достигнутой при реакции и давлением. Наличие газов также обусловлено тепловым эффектом.

а)Экзотермичность превращения ВВ

Взрывчатыми могут быть только такие вещества, при химическом превращении которого выделяется теплота. Так как если химическое соединение эндотермично, то есть образовалось из элементов с поглощением тепла, то при обратном процессе – распаде соединения на элементы − соответствующее количество тепла выделится. Примером может служить хлористый азот.

Реакция взрывчатого разложения трихлорида азота:

Способность к экзотермической реакции зависит от химической структуры вещества, от энергии связи между атомами. Работу по систематизации этой зависимости провел Вант - Гофф. Способность к экзотермической реакции и является главным условием взрывчатости.

Эндотермические соединения могут быть получены при разных сочетаниях атомов элементов в молекуле. Такими являются соединения, содержащие группировки:

Главное практическое значение в современной технике имеют ВВ, содержащие группы: и (нитросоединения) и группу (нитраты и нитроэфиры). Часть теплового эффекта при взрыве таких соединений получается за счет окисления углерода, азота и водорода за счет окисления их кислородом – группы. Другая часть энергии взрыва выделяется при разрыве свясей в молекулах, например, в эксплозиофорных группах:

1)	2)	3)
4)	5)	6)

Таким образом, по Вант-Гоффу два источника тепла: распад эндотермических связей и протекание экзотермических химических реакций.

В случае отсутствия повышенного давления скорость распространения реакции мала, так как передача энергии происходит только за счет медленного процесса теплопередачи. Этот случай имеет место при горении. Если при прохождении реакции с тем же энергетическим эффектом возникает большое давление, то передача энергии в известных условиях может осуществляться путем распространения сначала давления, так называемой ударной волны. Повышение давления обуславливает разрушительное действие УВ.

Особенностью ВВ является способность вызванной в них локальной химической реакции к самораспространению. Это самораспространение происходит в результате распространения по ВВ тепловой волны (передаваемой теплопроводностью), ударной волны и т.д. Существенным фактором, определяющим возможность возникновения и самораспространения тепловой волны, является её температура, в ней достигаемая. Столь же существенным фактором является скорость химической реакции при данной температуре. Чем больше константа скорости реакции, тем меньшая температура нужна для протекания реакции.

Кроме того, при большой скорости реакции меньше её продолжительность, соответственно меньше теплопотери и выше температура, достигаемая в результате реакции.

В условиях применения ВВ, например, если взрыв вызывают зажиганием ВВ, то непосредственному воздействию пламени подвергается только небольшая часть вещества. Вызванная местная химическая реакция должна быть способна самораспространяться по остальному веществу. При утрате этой способности ВВ становится непригодно к применению. Это может произойти, например, если ввести в вещество слишком много инертных добавок, чрезмерно уплотнить алюминий и т.д.

Таким образом способность химической реакции к самораспространению является важнейшей характеристикой ВВ с точки зрения его технического применения.

1.1.3 Формы химического превращения ВВ

Химическое превращение ВВ может протекать в трех основных формах: медленное химическое превращение, горение, детонация

1) Медленное химическое превращение характеризуется тем, что все разлагающееся вещество находится при одинаковой температуре; практически равной температуре окружающей среды. Скорость реакции (– производная количества реагирующего вещества по времени) соответствует этой температуре и во всех точках одинакова. Медленное химическое превращение ВВ принципиально не отличаются от закономерностей не ВВ.

Скорость распространения горения:

, , – начальное значение параметров вещества;

, , – конечное значение параметров вещества

Рисунок 2 – Схема самораспространяющейся химической реакции

2) При горении и детонации интенсивная химическая реакция происходит во фронте химического превращения. Температура Т впереди фронта, позади него и в самой зоне реакции существенно различается. Имеет место так же неравенство давления Р и плотности ρ.

Разница давлений при горении в замкнутом объеме достигается значительно больше, чем при медленном химическом превращении (используются в зарядах огнестрельного оружия).

3) При детонации вследствие большой скорости её распространения создается максимальное давление (сотни тысяч атмосфер), практически не зависящее от наличия и отсутствия оболочки.

1.1.4 Горение газообразных и конденсированных ВВ

а) Механизм самовоспламенения газовый смеси

При нагревании газовый смеси возникает реакция между горючими газами и кислородом, скорость которой быстро растет с повышением температуры. С увеличением скорости реакции увеличивается количество тепла, выделяемое в единицу времени.

При нагреве газовой смеси теплоприход растёт быстрее теплоотдачи и становится больше последней по достижению некоторой температуры. Далее температура быстро возрастает, что приводит в свою очередь к ускорению реакции, которая заканчивается взрывом.

Определение: минимальную температуру газовой смеси, при которой теплоприход становится больше теплоотдачи и химическая реакция принимает характер взрывного превращения, называют температурой самовоспламенения или вспышки.

Дата добавления: 2013-12-12