- •Практическое занятие № 9.
- •Критическая плотность теплового потока, qкр ,Вт/м2
- •Допустимая температура при опасности самовоспламенения для некоторых горючих жидкостей и материалов
- •Приведенная степень черноты, Епр
- •Средняя температура поверхности пламени
- •Взрыв обычных взрывчатых веществ (овв)
- •Для расчетов используются данные таблиц 18.5, 18.6 и 18.7.
- •Степень защиты населения
- •I. Типовая задача по взрывам обычных взрывчатых веществ (овв)
- •Решение:
- •Взрыв гвс
- •II. Типовая задача по взрывам гвс
- •Решение:
Критическая плотность теплового потока, qкр ,Вт/м2
Материал |
Продолжительность облучения 3 мин |
Продолжительность облучения 5 мин |
Продолжительность облучения 15 мин |
Древесина с шероховатой поверхностью |
20600 |
17500 |
12900 |
Древесина, окрашенная масляной краской |
26700 |
23300 |
17500 |
Торф |
31500 |
24500 |
13300 |
Картон |
18000 |
15200 |
10800 |
Резина |
22600 |
19200 |
14800 |
qкр для человека - 1050,Вт/м2, при продолжительности облучения 20 с
qкр для человека – 4000 Вт/м2
Таблица 18.2
Допустимая температура при опасности самовоспламенения для некоторых горючих жидкостей и материалов
ГЖ и материалы |
Тдоп, К |
Ацетон |
883 |
Картон |
700 |
Бензин |
523 |
Дизельное топливо |
573 |
Нефть |
653 |
Мазут |
573 |
Этанол |
738 |
Древесина |
568 |
Хлопок, волокно |
478 |
Тело человека |
313 |
Таблица 18.3
Приведенная степень черноты, Епр
Материал |
Ем |
Источник |
Еи |
Сталь листовая Сталь окисленная Резина твердая Резина мягкая Дерево, картон, торф Толь кровельный Эмаль Каменный уголь Штукатурка Кожа человека |
0,6 0,8 0,95 0,86 0,9 0,93 0,9 0,8 0,91 0,95 |
Факел пламени каменного угля, древесины, торфа
Факел пламени мазута, нефти
Факел пламени бензина, керосина, диз. топлива |
0,7
0,85
0,98
|
Таблица 18.4
Средняя температура поверхности пламени
Горючий материал |
Ти (пламени), К
|
Торф, мазут |
1273 |
Древесина, нефть, керосин |
1373 |
Каменный уголь, бензин |
1473 |
Горючие газы |
1773 |
2
Взрыв представляет собой процесс освобождения большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени с переходом потенциальной энергии в кинетическую. Явление взрыва обусловлено чрезвычайно быстрым расширением сильно сжатых газов или паров и распространением в окружающей среде ударной волны (резкого скачка давления).
Различают два вида взрывов: химический и физический. Химический вызывается быстрой химической реакцией, а физический – резким изменением физического состояния системы (взрывы емкостей с газом, сосудов с перегретой жидкостью и др.)
Опасные и вредные факторы взрыва:
фугасное действие, характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны;
бризантное действие (действие в ближайшей зоне продуктов детонации);
осколочное действие (осколки ВУ и окружающих предметов). Обрушивание конструкций;
термическое действие (воспламенение);
действие продуктов взрыва – ядовитых газов (угарный газ, сероводород, окислы азота, углекислый газ).
Химические вещества, способные участвовать в химических реакциях, которые на определенной стадии завершаются горением или детонацией, называются взрывчатыми веществами (ВВ).
Взрывчатые вещества классифицируются по различным основаниям.
По агрегатному состоянию (газообразные, жидкие, твердые и их смеси).
По форме химического превращения (бризантные (дробящиеся), метательные (пороха), пиротехнические составы (смеси)).
По чувствительности к внешним воздействиям (первичные (инициирующие) и вторичные (бризантные)).
По способу применения:
инициирующие ВВ (гремучая ртуть, азид свинца, тетразен и др.);
бризантные ВВ (подавляющее большинство ВВ, например, тротил, пикриновая кислота, гексоген и др.);
пороха (дымный (черный) порох, ракетные пороха и др.);
пиротехнические составы (смесь окислителей (хлораты, перхлораты, нитраты) и горючих (крахмал, сера, сахар) веществ).
В отдельную группу выделяют газо-воздушные смеси (ГВС).
Инициирующие ВВ используются для возбуждения детонации или горения ВВ других групп.
Горение или детонация самих инициирующих веществ происходит при незначительной затрате внешней энергии в результате теплового или механического воздействия.
Бризантные вещества могут быть однородными или неоднородными (взрывчатые смеси).
Однородные бризантные вещества: пикриновая кислота, тротил, тетрил, гексоген и нитроэфиры – нитроглицерин, пироксилин, аммиачная селитра.
Неоднородные бризантные вещества: это смеси и сплавы ВВ нормальной и повышенной мощности и смеси и сплавы на основе окислителей, главным образом, аммиачной селитры (аммониты).
Промежуточное положение между смесями веществ нормальной и повышенной мощности и смесями и сплавами на основе окислителей занимают динамиты.
Пороха также можно разделить на две группы: механические смеси и коллоидные пороха, на основе желатинированной клетчатки.
В качестве примера можно привести краткие сведения о таком взрывчатом веществе как гексоген.
Гексоген (1,3,5 - тринитро - 1,3,5 -триазациклогексан; 1,3,5-– тринитрогексагидро – сим – сим - триазин; циклотриметилентринитрамин; циклонит; RDX) – бризантное ВВ (более мощное и чувствительное в внешним воздействиям, чем тротил); mмол = 222,126; бесцветные кристаллы; tплавл = 204,5 – 205 °С; ρ = 1,816 г-см3; ΔН°обр = 70,6 КДж/моль; Растворимость при 20 ºС (% по массе): в воде – 0,07; в метаноле – 0,235; в ацетоне – 6,81; ДМФА – 20,3; СНСI3 – 0,015; 93% HNO3 – 12,5. Для гексогена ΔºНвзрыва = 54,40 кДж/кг; скорость детонации 8360 м/с (при ρ= 1,2 г/см3); объем газообразных продуктов взрыва 908 л/кг; расширение в свинцовой бомбе около 500 см3; tвспыхивания = 230 ºС.
Горение неплотных зарядов гексогена неустойчиво и переходит в детонацию. Гексоген разлагается серной кислотой, растворами щелочей при нагревании.
Получают гексоген действием на уротропин концентрированной HNO3 или её смесей с NH4NO3, CH3COOH или с (СН3СО)2О. Он может быть получен взаимодействием параформа с NH4NO3 в среде (СН3СО)2О в присутствии BF2 или нитрованием пергидро – 1,3,5-–триазин - 1,3,5 - трисульфаната К смесью HNO3, H2SO4, и SO3.
Гексоген с добавками флегматизатора (парафина, воска или его смеси с тротилом, NH4NO3, Al и другими) используются для снаряжения боеприпасов.
Гексоген используется также как компонент скального аммонита, термостойких ВВ. Структурная формула гексогена приведена на рисунке 18.5.
Рис. 18.5 Структурная формула гексогена