爆炸与炸药的基本理论，爆炸反应 2024-01-26 12:05:31 0 0 软件名称：爆炸与炸药的基本理论文件类型：界面语言：软件类型：PPT运行环境：授权方式：软件大小：239.5 KB软件等级：软件登陆：admin作 者 ：官方网址：官方站程序演示：演示解压密码：整理时间：2011-10-08软件简介： 第四章 爆炸与炸药的基本理论 教学目的和要求： 了解炸药与爆炸的概念。 掌握化学爆炸的特点。 掌握炸药的氧平衡。 教学内容 爆炸现象 化学爆炸三要素 炸药的氧平衡 第一节 炸药与爆炸概念 一、爆炸现象 爆炸：物质发生急剧变化并放出大量的能量对周围介质做机械功，同时可能伴随有声、光、热效应的现象，称为爆炸 。 如：轮胎“放炮” 锅炉爆炸 瓦斯煤层爆炸 炸药爆炸 原子弹爆炸等等 爆炸的基本特征表现在： 速度高、威力大和破坏作用强等方面。 从安全角度出发，爆破时还应考虑爆炸的副作用，如地震效应、冲击波、飞石、有毒气体、噪声以及其他对相邻物体、构筑物和人身的影响等。 1.物理爆炸 只发生物态变化和能量转换，不产生新的物质。 2.化学爆炸 不仅有物态和能量的转化，还生成新的物质，并放出热量。（分子结构发生了变化） 3.核爆炸 核 放出大量原子能和射线 （原子结构发生改变） 二、化学爆炸三要素 1.放出大量的热 热能是爆炸作功的能源，是必要条件 吸热或放出的热量不足，都不能使其延续 热 机械功 草酸铅 吸热反应 Pb2C2O4 2CO2+Pb-69.9KJ 草酸铜 放出热量少 CuC2O4 2CO2+Cu+23.9KJ 草酸银 放热量大，爆炸 Ag2C2O4 2CO2+2Ag+123.5KJ 硝酸铵在常温或温度低于1500C 时，其分解反应为放热反应。 千卡 当加热到200 0C左右，为放热反应。若热量不能及时散失，温度不断升高就会发生燃烧和爆炸。 迅速加热到400-500 0C或用传爆药柱强力爆炸，由于放热热量增大，就会引起爆炸。 2.产生大量的气体 气体是能量转换的载体 700－1000ml/kg 不生成气体，放热再多也不能爆炸 气体具有膨胀性、可压缩性 3.爆炸反应速度极快 是区别于一般化学反应的最显著的特点 普通化学反应，能量大部分损失于热的传导和辐射中 2000－9000米/秒 以冲击波完成能量传递 三、炸药的概念及特点 炸药：具备化学爆炸三要素的物质 特点： 1.具有相对安定性和化学爆炸性，极易释放能量 （以便加工、运输、储存、使用 由化学不稳定体系 稳定体系） 2.具有很高的能量密度 （在微小的容积中蕴藏着大量能量） 3.能在与空气隔绝处发生爆炸反应 （C H O N 不需要外界供氧） 四、炸药化学反应的形式 爆炸不是炸药唯一的化学反应形式，在特定的反应条件下，同种炸药可能有四种不同形式的化学反应： 热分解、燃烧、爆炸和爆轰。 四种反应形式产生不同的物理化学效应。 (1) 热分解 热分解是炸药化学反应的最低形式，表现为炸药在常温下缓慢的化学变化，使原物质发生本质的变化。 炸药的热分解过程没有明显的声、光效应，通常不易觉查。 反应速度随内外条件而变化，通常对温度比较敏感，温度越高，反应速度越快，湿度、压力和通风条件对反应速度和结果也会产生不同程度的影响。 炸药热分解一般会带来不良后果，炸药因热分解而变质直接影响炸药的使用。 在一定条件下，热分解会转变为燃烧甚至爆炸，以致发生意外爆炸事故。 所以在炸药的制造、贮存过程中应严格控制环境条件，避免炸药的热分解。 (2) 燃烧 燃烧是比热分解更高一级的化学反应形式，往往是由受热或火焰引起的。 燃烧是物质的氧化过程，所以一般物质燃烧需要外界提供氧，而炸药本身含有丰富的氧和燃料，不需要外界的氧就可以燃烧，一旦炸药燃烧，靠隔绝空气的灭火方法不起作用，往往还会加速炸药的燃烧。 燃烧速度低于爆轰波的传播速度和炸药中的声速； 炸药燃烧时对压力比较敏感，压力越大，燃速越高，甚至由燃烧转变为爆炸，所以在密闭条件下燃烧是很危险的。 在炸药贮存时，要注意创造不利于燃烧的条件，如改善通风条件。 (3) 爆炸 爆炸是炸药的最高化学反应形式。 与燃烧的区别在于 燃烧靠热传导传递能量和激发化学反应，爆炸则靠冲击波传递能量和激发反应区； 燃烧受环境影响较大，爆炸则基本上不受环境影响。 爆炸的反应速度、温度和压力都比燃烧高得多。所以爆炸表现出强烈的破坏作用。 爆炸是爆破安全的主要控制对象。 爆炸过程中遇到不利因素也可能导致爆炸中断，使爆炸过程转变为燃烧或热分解。 (4) 爆轰 爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时就转化为爆轰，爆轰是指炸药以最大稳定速度进行的反应过程。特定的炸药在特定的条件下的爆轰速度为常数。 爆炸和爆轰并无本质上的区别，只不过是传播速度不同而已。爆轰的传播速度是恒定的，爆炸的传播速度是可变的，就这个意义上讲，也可以认为爆轰是爆炸的一种特殊形式，即稳定的爆炸。 炸药爆炸已经在许多行业得到广泛应用，尤其在工程爆破方面。在岩土工程中，无论在经济方面还是在效率方面，爆破方式都比机械方式优势强；在城市建设和企业改造中，控制爆破也发挥了重要作用。 炸药化学反应的上述四种基本形式与各自必要的条件相对应，条件改变，反应形式也相应地改变，可以相互转化，即它们之间有着非常密切的内在联系。 从安全和爆破工程方面考虑，都希望炸药按照预定的反应形式进行化学反应，即使反应形式发生转变，也应在可以控制的范围内，否则会引起预想不到的事故。 五、炸药的爆炸反应 （一）炸药的成分 C H O N C H 为可燃元素 O 为助燃元素 N 为惰性元素 爆炸后产物：CO2 H2O CO C H2 NO NO2 CH4 NH3 N2 SO2 H2S 有毒气体：CO NO NO2 SO2 H2S CO：无色无味、比空气稍轻，与人体红血球中的血色素的亲和力为氧的250－300倍，短时间内造成缺氧，0.4％致命。 NO2：红褐色、比空气稍重，易溶于水，对人的眼睛及呼吸器官有强烈的刺激作用。 NO2比NO毒性大好多倍，0.0255％人很快死亡。 CO、 NO、NxOy不仅都是有毒气体，而且能对瓦斯爆炸反应起催化作用，因此这样的炸药就不应用于地下矿井的爆破作业。 （二）炸药的氧平衡 氧平衡：炸药中所含的氧量与可燃元素完全氧 化所需氧量的关系。 正氧平衡：炸药中含氧量足够将可燃元素完全氧化，并有剩 余的氧平衡。 NO NO2 零氧平衡：炸药中含氧量刚够将可燃元素完全氧化的氧平 衡。 CO2 H2O 负氧平衡：炸药中含氧量不足以将可燃元素完全氧化的氧平 衡。 CO C H2 （三）炸药爆炸时的反应方程式 炸药爆炸的化学反应是极其复杂的 1.正氧平衡： 硝酸铵：NH4NO3 2H2O+N2+I/2O2 硝化甘油： C3H5(NO3)3 3CO2+5/2H2O+3/2N2+I/4O2 2.负氧平衡的负值不大 黑索金（环三次甲基三硝胺）（均分氧） C3H6N3(NO2)3 3CO+3H2+3N2+3/2O2 3/2CO2+3/2CO+3/2H2O+3/2H2+3N2 3.负氧平衡的负值较大 梯恩梯（三硝基甲苯） (先H后C) C6H2 (NO2)3CH3 5/2H2O+7C+3/2N2+7/4O2 5/2H2O+7/2CO+7/2C+3/2N2 出现了固体C （四）氧平衡的计算 若炸药的通式为CaHbNcOd，则 单质炸药氧平衡为 混合炸药氧平衡为 混合炸药也可按各组分百分率与其氧平衡乘机的总和来计算： Mi、ki－－第i组分的百分率与其氧平衡值 例题：计算TNT和阿梅托（含TNT50％和NH4NO350％）炸药的氧平衡 解：TNT－－三硝基甲苯C6H2 (NO2)3CH3 通式为： C7H5N3O6 氧平衡为 阿梅托 m1＝m2＝50％，k1＝-74％，k2＝20％ Kb＝-74％×50％+20 ％×50 ％＝-27 ％ 根据氧平衡设计炸药组分 当只有两种组分时：令这两种组分的配比和氧平衡率分别为x ，y，a，b，混合后炸药的氧平衡值为C， 则 x+y=100% ax+by=c 例题：铵油炸药 x+y+4=100 x＝92.21 0.2x-3.42y-1.37×4＝0 y＝3.79 （五）研究氧平衡的意义 1.是研究炸药爆炸反应的基础； 2.是设计混合炸药配方的依据； 3.是确定炸药使用条件的依据。 只有 放热量最大 不利于发挥最大威力 产生有害气体，催化沼气爆炸 所以，应该将炸药设计为不大的正氧平衡 多余的氧，用来氧化包装纸及纸上的蜡、炮眼中的煤粉 （六）炸药的爆热、爆温和爆热 1.爆热： 单位质量的炸药在定容条件下爆炸所释放的热量，用Kj/mol表示 是气体膨胀做功的能源。700－1500千卡/kg 2.爆温： 单质炸药：3000－－5000℃ 混合炸药：2000－－2500℃ 3.爆压：几万－－十几万大气压 作业 1.说明化学爆炸三要素。 2.说明研究氧平衡的意义。 3.名词：氧平衡 正氧平衡 零氧平衡 负氧平衡下载地址： 文档地址1下载帮助：发表评论 加入收藏夹 错误报告相关软件：无相关信息下载说明：⊙推荐使用网际快车下载本站软件，使用 WinRAR v3.10 以上版本解压本站软件。 ⊙如果这个软件总是不能下载的请点击报告错误,谢谢合作!! ⊙下载本站资源，如果服务器暂不能下载请过一段时间重试！ ⊙如果遇到什么问题，请到本站论坛去咨寻，我们将在那里提供更多、更好的资源！ ⊙本站提供的一些商业软件是供学习研究之用，如用于商业用途，请购买正版。 收藏（0）