Термодинамические параметры взрыва (часть 1)

Наиболее важными термодинамическими характеристиками взрыва являются его энергия, объем, температура и давление газообразных продуктов взрыва, скорость взрывчатого превращения.
При взрыве потенциальная химическая энергия ВВ преобразуется в тепловую, а затем — в механическую работу, которую совершают в окружающей среде нагретые и сжатые продукты взрыва в процессе своего расширения. При аналитических расчетах теплового эффекта пользуются законом Гесса, который в применении к поставленной задаче может быть сформулирован следующим образом: количество теплоты, выделяющейся при взрыве, равно суммарной теплоте образования продуктов взрыва Ʃqпв за вычетом теплоты образования qвв самого ВВ, кДж/моль, т. е.

В настоящее время для всех химических соединений значения теплоты образования установлены и приводятся в соответствующей справочной литературе.
Удельную теплоту взрыва определяют по формуле, кДж/кг

где MВВ — молекулярная масса ВВ.
Под температурой взрыва понимается та максимальная температура, до которой нагреваются продукты взрыва за счет теплоты, выделяющейся при реакции химического превращения исходного ВВ. Температура взрыва оказывает существенное влияние на давление, с которым газообразные ПВ воздействуют на стенки зарядной камеры, и является одним из основных параметров, определяющих возможность применения ВВ в шахтах, опасных по газу и пыли.
Один из методов определения температуры взрыва, часто используемый в практических расчетах, основан на предположении о том, что теплоемкость ПВ в момент их образования зависит только от температуры и

где Gвзр — теплота взрывчатого превращения, кДж/моль; t — искомая температура, °С; СV — средняя теплоемкость продуктов взрыва (при постоянном объеме) в интервале температур 0—t° С.
Температура взрыва большинства промышленных веществ составляет 3000...4000° С.
Давление газообразных ПВ на стенки зарядной камеры чаще всего определяется по уравнению Абеля—Нобля, Па:

где р0 — атмосферное давление, равное 105 Па; V0' — удельный объем газов взрыва, м3/кг; Т — абсолютная температура взрыва, К; ρ3 — плотность заряжания, кг/м3; α — коволюм газообразных продуктов взрыва — величина, характеризующая несжимаемую часть объема газов. Для промышленных ВВ при плотности заряжания 1000—1500 кг/м3 с достаточной для инженерных расчетов точностью можно принимать α=0,0006 V0'.
Давление газов взрыва на стенки зарядной камеры может достигать (3—3,5)∙10в9 Па.

---