Детонация взрывчатых веществ и факторы, влияющие на ее устойчивость, страница 2

(Д. Чепмен из Англии, Е. Жуге из Франции – создали в конце XIX века первые математические модели детонационной волны).

На профиле детонационной волны, построенном в координатах давление (Р) – расстояние (Х), адиабатическому сжатию ВВ соответствует прямая  АВ (рис. 5.2).

 

Рис. 5.2. Профиль детонационной волны

Зоне химической реакции соответствует участок ВС на кривой падения давления, участок кривой CFхарактеризует спад давления в расширяющихся ПД.

Головную часть волны химической реакции принято называть химическим пиком (см. рис. 5.2, участок ВС). В зоне химического пика скорость распространения выделившейся теплоты выше скорости детонационной волны, благодаря чему происходит "подпитка" волны детонации, за счет выделившейся в химическом пике энергии, что обеспечивает её устойчивость и самораспространение.

Основным условием устойчивости детонации заряда ВВ является преобладание количества энергии, выделившейся в зоне химического пика, над потерями энергии в этой зоне вследствие расширения ПД, и наоборот...

5.3. Факторы, влияющие на устойчивость детонации ВВ

Все факторы, влияющие на скорость и устойчивость детонации ВВ в заряде, условно разделяют на 2 группы:

1 – зависящие от состояния ВВ

1.1. Дисперсность ВВ.

Детонационная способность особенно смесевых ВВ зависит равномерности перемешивания и размеров частиц составляющих компонентов. Чем меньше частицы, тем быстрее завершаются их разложение, смешивание элементов и вторичное взаимодействие газов первичного превращения.

1.2. Чувствительность ВВ к начальному импульсу.

Возбуждение детонации в заряде ВВ обеспечивается любым внешним воздействием достаточной интенсивности, вызывающим благодаря развитию высокого давления разрыв внутримолекулярных связей вещества и быструю химическую реакцию, сопровождающуюся возникновением незатухающей ударной волны.

В качестве внешнего воздействия для инициирования взрывов в зарядах ВВ применяют взрывы малых зарядов инициирующих ВВ, которые должны обеспечивать необходимое давление в волне сжатия.

Показателем чувствительности к начальному импульсу считают минимальную массу инициирующего заряда ВВ, который обеспечивает возбуждение детонации в испытываемом ВВ, и называют минимальным инициирующим импульсом, измеряемым в граммах гремучей ртути.

В зависимости от интенсивности инициирующего импульса начальная скорость детонации в заряде ВВ может быть выше или ниже скорости детонации этого ВВ (рис. 5.3).

 

Рис. 5.3. Зависимость скорости детонации заряда ВВ

 от интенсивности начального импульса:

D_min, D_max – минимальная и максимальная скорости детонации

инициирующего ВВ, вызывающего детонацию заряда;

D_вв – скорость детонации взрываемого промышленного ВВ; l_з –длина заряда

Влияние интенсивности инициирующего импульса на скорость детонации заряда ВВ сказывается лишь на начальном участке I развития (разгона, замедления) детонации, а на участке II, равном (от 1 до 2) диаметров заряда d_з, скорость детонации стабилизируется.

Для безотказного инициирования зарядов промышленных ВВ необходимо сообщить достаточно мощный точечный импульс, который вызовет начальную детонацию в некоторой критической массе взрываемого заряда, способной обеспечить самораспространение детонации по всей массе ВВ с характерной для него скоростью.

Для ВВ с пониженной чувствительностью к начальному импульсу применяют дополнительный инициатор в виде тротиловой шашки или патрона-боевика с другим более чувствительным ВВ.

2 – зависящие от условий взрывания ВВ:

2.1. Диаметр заряда

2.1.1. Критический d_кр – такой диаметр заряда d_з, при дальнейшем уменьшении которого детонация заряда ВВ становится неустойчивой, скорость детонации D_кр наименьшая, т. е. происходит её затухание (рис. 5.4.).

2.1.2. Предельный d_пр – такой диаметр заряда ВВ, при котором обеспечивается максимальная (идеальная) скорость детонации ВВ D_и, и при дальнейшем увеличении которого скорость детонации ВВ не увеличивается.

 

Рис. 5.4. Зависимость скорости детонации D от диаметра заряда d_з:

D_и , D_кр – соответственно идеальная и критическая скорость детонации ВВ;

 d_кр,  d_пр – критический и предельный диаметр заряда ВВ.

2.2. Плотность ВВ в заряде.

С увеличением плотности p индивидуальных ВВ скорость детонации D возрастает до максимального значения (кривая 1, рис. 5.5).