Взрывчатое горение. Условие возникновения взрывчатого превращения

ВЗРЫВНОЕ ГОРЕНИЕ — одна из форм взрывного превращения веществ различного агрегатного состояния, распространяющаяся с дозвуковой скоростью (от десятков до сотен м/с). Возникает при поджигании взрывчатого вещества или при взрывном импульсе малой интенсивности.

Взрывное горение отличается от нормального послойного горения большей (на несколько порядков) скоростью и непостоянством параметров процесса (нестационарностью). Распространение пламени происходит в результате интенсивного конвективного массотеплообмена между продуктами горения и исходным веществом. В зависимости от плотности вещества и скорости процесса при взрывном горении возникают давления от несколько сотен (газы, аэрозоли) до сотен тысяч кПа (конденсированные взрывчатые вещества). При прогрессивном увеличении давления, например в замкнутом объёме, процесс ускоряется, впереди пламени возникают волны сжатия. В этом случае взрывное горение может перейти сначала в низкоскоростную, а затем в нормальную детонацию.

Для процесса горения необходимо:

1) наличие горючей среды, состоящей из горючего вещества и окислителя;

2) источника воспламенения.

Чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть нагрета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергий).

После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Наибольшая скорость стационарного горения наблюдается в чистом кислороде, наименьшая - при содержании в воздухе 14 - 15% кислорода. При меньшем содержании кислорода в воздухе горение большей части веществ прекращается.

18.2 Характерные особенности взрывной волны. Понятие "скорость детонации"

Взрывная волна, порожденное взрывом движение среды. Под воздействием высокого давления газов, образовавшихся при взрыве, первоначально невозмущённая среда испытывает резкое сжатие и приобретает большую скорость. Состояние движения передаётся от одного слоя среды к другому так, что область, охваченная взрывной волной, быстро расширяется. На фронте расширяющейся области среда скачком переходит из исходного невозмущённого состояния в состояние движения с более высокими давлением, плотностью и температурой. Происходящее скачком изменение состояния среды - ударная волна - распространяется со сверхзвуковой скоростью.

Взрывная волна характеризуется изменением давления, плотности и скорости среды с течением времени в различных точках пространства или распределением этих величин в пространстве в фиксированные моменты времени.

Одним из важных параметров, определяющих механическое действие взрывной волны, служит создаваемое волной максимальное давление. При взрывах в газообразных и жидких средах максимальное давление достигается в момент сжатия среды в ударной волне. Др. важным параметром является интервал времени действия взрывной волны. По мере удаления от места взрыва максимальное давление уменьшается, а время действия увеличивается.

При распространении взрывной волны в твердых средах ударный фронт сравнительно быстро исчезает, и взрывная волна превращается в ряд последовательных быстро затухающих колебаний, распространяющихся со скоростью упругих волн.

Взрывная волна имеет тенденцию к быстрой утрате особенностей, обусловленных природой взрыва, так что её последующее движение в основном определяется лишь величиной энергии, передаваемой окружающей среде. Благодаря этому обстоятельству в зрывные волны, порожденные в одной и той же среде взрывами разного типа, в основных чертах оказываются подобными, что позволяет ввести для характеристики взрывов так называемый тротиловый эквивалент.

Ско́рость детона́ции — скорость распространения детонационной волны по заряду взрывчатого вещества (ВВ). Скорость детонации определяется составом и состоянием заряда, условиями взрывания. При одинаковых условиях скорость детонации постоянна и её значение — максимально возможное при этих условиях.