Файл: Кутузов Б.Н. Взрывное и механическое разрушение горных пород учеб. пособие.pdf

выделилась вся энергия реакции, а для смещения вправо от адиабаты 3 нужен дополнительный подвод энергии. Таким образом, остается допустить, что прямая Михельсона касается адиабаты конечных продуктов. В этом случае волна разряжения распространяется с той же скоростью, что и фронт детонационной волны относительно про­ дуктов, а скорость детонации минимальна.

Процесс детонации характеризуется следующим образом. Сильная

в состояние, соответствующее точке Жугэ на адиабате конечных

выделяющаяся при реакции, к фронту ударной волны и подпитывает его, не давая затухнуть. После точки Жугэ давление спадает мед­ леннее и на кривой р (t) в этой точке наблюдается излом. Время химической реакции за фронтом детонационной волны весьма мало: для порошкообразных тротила 1 мкс, гексогена 0,1 мкс аммиачной селитры 30 мкс.

§ 5. Детонация промышленных ВВ

Процесс детонации промышленных ВВ значительно сложнее, чем газовых смесей. Плотность продуктов детонации этих ВВ весьма дости­ гает 2 г/см3 , уравнение их состояния неизвестно, а скорость детона­ ции в зависимости от плотности достигает 8000 м/с, что в несколько раз превышает скорость детонации газов. Давление газов взрыва р определяют с помощью уравнения Ван-дер-Ваальса для «реальных» газов, которое учитывает собственный объем молекул (коволюм)

RT

Поправка на силы притяжения здесь не нужна, так как темпера­ тура продуктов детонации чрезвычайно высока и относительная

при условиях, когда плотность ВВ не превышает 0,5 г/см3 . Л. Д. Лан­ дау и К. П. Станюкович рассматривали продукты детонации в виде кристаллической решетки твердого тела, атомы и молекулы в которой обладают двумя видами энергии: упругой вследствие сил взаимо­ действия между ними и колебательной вследствие тепловой энергии колебания около положения равновесия (в расчетах ею можно пре­ небречь).

Тогда из уравнения (1.11) найдем

Решив его совместно с уравнением (1.5), получим

Приведенные формулы позволяют рассчитать основные параметры детонационных волн и состояние продуктов взрыва некоторых ВВ {табл. 3).

При теоретических исследованиях принято, что плоский фронт

что при меньших скоростях детонации на фронте волны однородного

отдельных очагов в сечении заряда. Такими очагами для порошко­ образных и гранулированных ВВ являются пузырьки газа между частицами. Фактически в газообразных и жидких взрывчатых сме­ сях происходит вращение фронта детонации и его пульсация, что является причиной неоднородности фронта.

Неоднородность фронта детонации в жидких ВВ А. Н. Дремин объясняет интерференцией косых ударных волн, источником которых являются возникающие возмущения в плоскости воспламенения ВВ. Точки увеличенного давления на фронте волны становятся очагами более активных химических процессов и возникновения косых удар­

тического сжатия газовых включений в ВВ или в результате действия струй газообразных продуктов взрыва, проникающих между части­ цами ВВ (пробойноструйчатый механизм детонации).

От характеристики ВВ (типа ВВ, дисперсности, плотности), диаметра заряда, наличия и характеристики оболочки зависят ско­ рость и устойчивость детонации зарядов, поэтому их следует учиты­ вать при ведении взрывных работ.

Диаметр и оболочка заряда. Исследованиями зависимости скоро­ сти детонации от диаметра заряда при данной плотности его уста­

и температуру продуктов взрыва, а следовательно, снижают и ско­ рость детонации. Параметры этого процесса зависят от соотношения ширины зоны реакции и диаметра заряда.

вследствие чего давление на фронте волны станет ниже давления, характеризуемого точкой М на адиабате Гюгонио (см. рис. 3), т. е. расширение продуктов взрыва начинается раньше завершения хими­ ческих реакций (рис. 5). Скорость детонации будет зависеть от соот­ ношения длины эффективной части и полной длины зоны химической реакции / э ф /г р .