Объем и состав продуктов взрыва
Состав продуктов взрыва промышленных ВВ в значительной мере определяется их кислородным балансом.
Кислородным балансом называют избыток (или недостаток) кислорода в веществе по сравниванию с количеством, необходимым для полного окисления содержащихся в нем углерода, водорода и других, способных к окислению при взрыве элементов. Кислородный баланс выражают обычно в граммах недостающего или избыточного кислорода на 1 г вещества. В том случае, если в веществе имеется избыточный кислород, кислородный баланс считается положительным (+), в противоположном случае – отрицательным (-). Иногда содержание избыточного кислорода (или недостаток) относят в граммах на 100 г ВВ и выражают в процентах. Если состав ВВ выражается формулой СаНbОсNd, то
КБ= 
, (2.33)
где 16 – атомная масса кислорода.
В зависимости от соотношения между a, b, с все взрывчатые вещества условно делятся на три группы с соответствующими продуктами взрыва:
1) если с ≥ (2a+ b/2), то продукты взрыва содержат в основном СО2, Н2О, N2 и частично продукты их диссоциации;
2) если (a+ b/2) < с < (2a+ b/2), то, как правило, образуются следующие продукты взрыва: СО2, СО, Н2О, Н2, N2;
3) если с ≤ (2a+ b/2), то в составе продуктов взрыва может присутствовать свободный углерод в виде сажи, при с<а, образование углерода свободного неизбежно.
Определение объема газообразных продуктов взрыва важно для оценки работоспособности ВВ. Знание состава газообразных продуктов взрыва позволяет установить возможность применения ВВ при подземных взрывных работах. ВВ, в продуктах взрыва которых находится большое количество окиси углерода (СО) и окислов азота (NО и NО2 ), не допускают к применению в шахтах.
|
|
|
Если имеем реакцию взрывчатого разложения 1 кг ВВ, то объем газообразных продуктов, приведенный к нормальным условиям (при 0оС и давлении 760 мм рт.ст.) и отнесенный к 1 кг ВВ, вычисляется по формуле:
, л/кг , (2.34)
где 
- количество молей газообразных продуктов, получаемых при взрыве 1 кг ВВ,
22,4 – объем газа, л/моль.
Если реакция составлена на одну или несколько молекул исходного ВВ, то расчет объема газов следует производить по формуле
, л/кг, (2.35)
где - число газообразных молекул, получаемых по реакции,
N – число молекул исходного вещества,
М- молекулярная масса исходного вещества.
Для опытного определения объема и состава продуктов взрыва производят взрыв некоторого количества ВВ в стальной бомбе Долгова. Масса заряда ВВ около 100 г. Объем образовавшихся при взрыве газов определяют, измеряя давление в бомбе после взрыва. Внутренний объем бомбы – от 15 до 50 л. Объем «сухих» газообразных продуктов взрыва, полученных при нормальных условиях на 1 кг ВВ, вычисляют по формуле
|
|
|
, (2.36)
где 
- суммарный объем образовавшихся при взрыве газов при атмосферном давлении и 0оС, л/кг,
Vб – объем бомбы, л,
Р – абсолютное давление в бомбе после взрыва за вычитом остаточного давления перед взрывом, мм рт.ст.,
w - упругость водяных паров, насыщающих воздух при температуре Т, К,
Т – абсолютная температура тела бомбы в момент замера давления, К,
а- масса испытываемого ВВ,г.
При взрыве промышленных ВВ могут образовываться ядовитая окись углерода (СО), окислы азота (NО, NО2, N2О3) и в незначительных количествах другие ядовитые газы. При взрыве хлоратных и перхлоратных ВВ могут выделяться ядовитые, содержащие хлор, газы – хлористый водород и др. Ядовитые соединения серы образовываются при взрыве ВВ, содержащих нефтепродукты.
Основные причины образования ядовитых газов:
- отклонение кислородного баланса ВВ от нулевого.
При отрицательном балансе закономерно образование СО, при положительном балансе – окислов азота, особенно для аммиачно-селитренных ВВ. Оболочка патронов способствует образованию СО;
|
|
|
- неполнота превращения, выраженная в отставании вторичных реакций взаимодействия продуктов первичного распада компонентов, а также в отклонении от оптимума самих реакций первичного распада (при разбросе с периферийной части неразложившегося ВВ и догорания его частиц вне детонационной волны, низкие температуры и давление);
- возможность химического взаимодействия продуктов взрыва с окружающей средой, приводящая, в частности, к восстановлению СО2 до СО. При взаимодействии с серосодержащими рудами возможно образование токсичных окислов серы и сероводорода. Б.Д.Росси указывает, что влияние свойств горных пород на образование ядовитых газов может быть даже больше, чем влияние свойств самих ВВ.
Состав продуктов взрыва в настоящее время определяют в основном методом газовой хроматографии.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1172; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!