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文檔簡介
第四章沖擊波起爆以《爆炸理論》中活塞壓力突變擾動(dòng)模型為例引入沖擊波概念。沖擊波起爆屬熱爆炸機(jī)理(化學(xué)爆炸)隔板起爆器(金屬板)殉爆(中間存在空間介質(zhì))第一節(jié)均相炸藥沖擊波起爆
介紹起爆特性測試裝置。雷管是點(diǎn)起爆源,產(chǎn)生的沖擊波是球面波。平面波發(fā)生器有兩種:1)組合裝藥;2)加惰性塊。組合裝藥加惰性塊
爆轟成長過程測定:硝基甲烷NM,沖擊波推動(dòng)炸藥上移,炸藥密度變大(能量密度加大)產(chǎn)生,到A點(diǎn)炸藥未受沖擊波壓縮時(shí),炸藥已開始爆轟,因而密度未增加,其爆速D<特點(diǎn):
1)從沖擊波到爆轟波的過渡是突然發(fā)生的,兩波軌跡線在分界點(diǎn)呈折線狀;
2)在界面上的一層炸藥受沖擊波作用后,需經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)再同時(shí)起爆;
3)出現(xiàn)超速爆轟現(xiàn)象。延滯期:H.W.Hubard提出沖擊波起爆延滯期公式:Z——頻率因子,
N——反應(yīng)級(jí)數(shù),
(反應(yīng)產(chǎn)物溫度)
Q——反應(yīng)熱
活化能化簡
‖
‖
‖
(經(jīng)初始沖擊波壓縮后的藥溫)(活化溫度)
進(jìn)一步簡化:
對(duì)NM講:
超速爆轟速度
其中,D0——正常爆轟速度up——質(zhì)點(diǎn)速度
對(duì)NM(硝基甲苯)
=6.30+
+3.20由質(zhì)量守衡定律:
(——沖擊波影響部分炸藥質(zhì)量)
代入公式,則
第二節(jié)非沖擊相炸藥沖擊起爆
非均相特點(diǎn):1)界面多→沖擊波有折射,反射發(fā)生;
2)多相→化學(xué)反應(yīng)不可能同一。熱點(diǎn)隨溫度位置的不同,產(chǎn)生不同熱點(diǎn),不產(chǎn)生在同一界面上,因而上下左右前后有許多熱點(diǎn),屬多點(diǎn)起爆機(jī)理。起爆深度的炸藥在爆轟波前而消耗掉了。區(qū)別均相非均相1)躍變(沖擊→爆轟)漸變2)
(10%)無
3)炸藥反應(yīng)在界面薄層同時(shí)發(fā)生
熱分散,先后,多點(diǎn)
4)熱化學(xué)參數(shù)Q、E起主要作用
微觀結(jié)構(gòu)(均勻性等)起主要作用
5)沖擊波不導(dǎo)電(不反應(yīng))在延滯期前
延滯期內(nèi)導(dǎo)電(化學(xué)反應(yīng))
6)T、P↑爆炸發(fā)生(起決定作用)
T、P不起作用,決定微觀結(jié)構(gòu)
第三節(jié)沖擊波起爆臨界能量
統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)觀點(diǎn),如50%爆炸能量表示臨界能量:
其中k——和炸藥有關(guān)的常數(shù);
兩邊取對(duì)數(shù)得:
炸藥內(nèi)部及飛片內(nèi)部存在沖擊阻抗,設(shè):
則
設(shè)飛片面積為1,時(shí)間亦為1
則(P—壓力;A—面積=力;—時(shí)間)(P—飛片產(chǎn)生的沖擊波壓力)
(D—沖擊波阻抗)
則=常數(shù),該式受下列因素影響:
1)炸藥種類;
2)飛片速度(>3.0GPa)臨界值
3)炸藥密度,(臨界能量),原因:氣泡少傳熱加速EC↑(需能量)4)(飛片厚)↑,條件:
第四節(jié)起爆深度起爆過程:
沖擊波增大,趨于D,Δt→0,d→0即強(qiáng)沖擊波起爆開始以正常爆速進(jìn)行爆轟。起爆深度影響因素
1)起爆沖擊壓力PLn=+lnP(直線關(guān)系)裝藥密度和炸藥粒度ρ增大增大晶體粒度增大,增大起爆深度與起爆延滯期對(duì)應(yīng)關(guān)系增大Δt
增大
炸藥的DDT(DeflagrationtoDetonationTransition)有關(guān)爆轟轉(zhuǎn)變及炸藥爆轟基礎(chǔ)理論研究屬流體力學(xué)中的二相流。
第一段平行層燃燒第二段對(duì)流燃燒也有分成I階段DST第三段穩(wěn)定對(duì)流燃燒第四段低速爆轟Ⅱ階段階段是SDT第五段高速爆轟
燃燒轉(zhuǎn)爆轟過程激發(fā)能量→燃燒加速→壓縮波→壓力疊加→沖擊波→爆轟
DDT=DST+SDT
燃燒轉(zhuǎn)爆轟燃燒轉(zhuǎn)沖擊波沖擊波轉(zhuǎn)爆轟影響DDT過程因素1)炸藥本身
PbN6<PETN<TNT<工業(yè)炸藥(由易到難)2)密度
現(xiàn)實(shí)意義就是開展無起爆藥雷管研究①選較敏感的猛炸藥(662炸藥、PETN、RDX)②粒度小,比表面積大(多點(diǎn)起爆機(jī)理),細(xì)度大③裝藥密度小,易湍流燃燒轉(zhuǎn)爆轟,密度與粒度構(gòu)成透氣度(孔隙率)有最佳范圍④
DDT段殼體約束強(qiáng)度高沖擊波引爆深度計(jì)算
LA―7425炸藥看成粘流體一相燃燒,另一相沖擊波(兩相流)沖擊波起爆的臨界面積(側(cè)向稀疏波侵入)復(fù)習(xí)思考題1.試比較均相與非均相炸藥起爆機(jī)理的異同。2.影響炸藥沖
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