химический каталог




ДЕТОНАЦИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ДЕТОНАЦИЯ (от ср.-век. лат. detonatio - взрыв, лат. detonо - гремлю), распространение со сверхзвуковой скоростью зоны быстрой экзотермодинамически химический реакции, следующей за фронтом ударной волны. Ударная волна инициирует реакцию, сжимая и нагревая детонирующее вещество (газообразную смесь горючего с окислителем), конденсированное ВВ. Фронт ударной волны и зона реакции образуют в комплексе детонац. волну. Выделяющаяся при реакции энергия поддерживает ударную волну, обеспечивая самораспространение процесса. Д. - одна из основные форм взрывного превращения. Она может распространяться в газах, твердых и жидких веществах, в смесях твердых и жидких веществ друг с другом и с газами, в последнем случае газ и конденсир. вещество может быть предварительно смешаны друг с другом (пены, аэрозоли, туманы). Возможна и так называемой гетерог. ДЕТОНАЦИЯ, при которой слой жидкости или порошка, способных реагировать с газом, находится на стенках заполненной этим газом трубы. Ударная волна срывает капли жидкости или частицы порошка со стенок, смешивает их с газом, образовавшаяся взвесь сгорает за фронтом волны в турбулентном режиме, а выделяющаяся при этом энергия поддерживает распространение процесса. Так, в шахтах ударная волна, возникшая при вспышке газа (метана), сметает кам.-уг. пыль со стен и кровли выработки и образует на своем пути воздушно-пылеугольную смесь, по которой может пойти фронт горения, поддерживающий ударную волну, - возникает ДЕТОНАЦИЯ Смеси горючего с окислителем могут детонировать только при таких концентрациях компонентов, которые обеспечивают выделение достаточно большого кол-ва энергии. Наим. содержание горючего, при котором возможна ДЕТОНАЦИЯ, называют ниж. пределом ее распространения, наибольшее - верхним. Пределы распространения ДЕТОНАЦИЯ обычно уже, чем в случае горения. Скорость фронта D детонац. волны в газах, пылегазовых системах составляет обычно 1,5-3 км/с, в твердых веществах - до 9 км/с. Скорость и потока продуктов реакции за фронтом волны в 2-4 раза меньше, чем скорость фронта D. Давление в детонац. волне pg равно произведению скорости волны на скорость потока и на плотность r0 исходного вещества: pg = r0uD. При ДЕТОНАЦИЯ газов рg обычно составляет 2-3 МПа, в случае конденсир. веществ может достигать 20-40 ГПа; температура продуктов ДЕТОНАЦИЯ составляет 2000-5000 К. Классич. теория ДЕТОНАЦИЯ позволяет рассчитать скорость и др. параметры детонац. волны с использованием только термодинамическое характеристик исходного вещества и продуктов реакции, на основе законов сохранения массы, импульса и энергии. Устойчивая стационарная ДЕТОНАЦИЯ, самопроизвольно распространяющаяся со скоростью, постоянной для данного вещества, происходит при условии, если скорость детонац. волны относительно продуктов реакции равна скорости звука с в них: D — и = с. Если с помощью мощной ударной волны возбудить в среде ДЕТОНАЦИЯ с большей скоростью, возникающая за ее фронтом (в продуктах реакции) волна разрежения настигает фронт ДЕТОНАЦИЯ, снижает давление и скорость ДЕТОНАЦИЯ до тех пор, пока они не примут значений, соответствующих условию D - и = с. В действительности стационарная ДЕТОНАЦИЯ в газах неустойчива. Фронт ударной волны не плоский и не гладкий, он изборожден мелкими поперечными волнами, процесс как бы пульсирует: реакция за фронтом волны идет неравномерно, возникает в отдельных точках при столкновении поперечных волн друг с другом или со стенками трубы, в к-рую заключен реагирующий газ. Расстояние между центрами возникновения реакции увеличивается, а число их во фронте волны уменьшается по мере уменьшения скорости и давления ДЕТОНАЦИЯ Вблизи пределов ДЕТОНАЦИЯ (нижнего и верхнего) нередко остаются всего один-два центра. Они движутся вдоль стенок трубы по спирали, совершая несколько десятков тысяч оборотов в секунду. Это - так называемой спиновая ДЕТОНАЦИЯ в газах. В жидких и твердых веществах ДЕТОНАЦИЯ также может происходить неравномерно, в том числе и в режиме спиновой ДЕТОНАЦИЯ Скорость ДЕТОНАЦИЯ в газах слабо зависит от плотности (давления) газа. При ДЕТОНАЦИЯ в конденсир. веществах зависимость скорости от плотности более сильная: D = а + br0, где эмпирическая постоянная а примерно равна скорости ДЕТОНАЦИЯ данного вещества в газообразном состоянии, постоянная b составляет от 2 до 5 (м/с)/(кг/м3). Скорость ДЕТОНАЦИЯ зависит также от диаметра трубы, в которой находится детонирующее вещество. Наивысшая, так называемой "идеальная" скорость ДЕТОНАЦИЯ достигается при некотором достаточно большом (предельном) диаметре. Уменьшение диаметра приводит к возрастанию потерь энергии в окружающую среду и снижению скорости ДЕТОНАЦИЯ; при некотором критической диаметре ДЕТОНАЦИЯ затухает. Величина критической диаметра ДЕТОНАЦИЯ тем меньше, чем больше скорость химический реакции. Инициирующие ВВ, характеризующиеся высокой скоростью реакции, детонируют в зарядах диаметром порядка 0,01-0,1 мм. Для некоторых грубодисперсных взрывчатых смесей критической диаметр может быть более 1 м. Прочная массивная оболочка препятствует потерям энергии из зоны реакции, приводит к уменьшению критической диаметра и к росту скорости ДЕТОНАЦИЯ при диаметре трубы, большем критического. В-ва с малым критической диаметром ДЕТОНАЦИЯ используются для изготовления детонирующего шнура, капсюлей-детонаторов, промежуточных детонаторов. Их применяют также для сенсибилизации (повышения детонац. способности, уменьшения критической диаметра) взрывчатых смесей, содержащих труднореагирующие компоненты. Д. может возникать при горении. Переход горения в ДЕТОНАЦИЯ происходит в результате повышения давления при ускорении горения, турбулизации потока горящего вещества. ДЕТОНАЦИЯ некоторых газовых смесей и инициирующих ВВ возникает в результате воспламенения при обычных условиях (атм. давление, комнатная температура, небольшие кол-ва вещества). ДЕТОНАЦИЯ бризантных ВВ обычно вызывают с помощью капсюля-детонатора, содержащего небольшое количество инициирующего ВВ. Склонность к переходу горения в ДЕТОНАЦИЯ - основные показатель чувствительности (степени опасности) взрывчатой системы (см. Взрывоопасность). Д. - основные процесс при использовании ВВ в промышлености и военном деле. Теория ДЕТОНАЦИЯ в газах - основа научного подхода к вопросам взрывоопасности. С помощью ДЕТОНАЦИЯ осуществляют взрывную штамповку, сварку, резку, плакирование, упрочнение металлов; ДЕТОНАЦИЯ используют при стр-ве плотин, каналов, дорог, геофизических разведке и добыче полезных ископаемых. С помощью ДЕТОНАЦИЯ получают синтетич. алмазы, нитрид бора и др. сверхтвердые материалы. В научных исследованиях ДЕТОНАЦИЯ -один из способов получения сверхвысоких (десятки и сотни ГПа) давлений. Лит.. Зельдович Я. Б., Компанеец А. С., Теория детонации, М., 1955; Солоухин Р И., Ударные волны и детонация в газах, М., 1963; Детонационные волны в конденсированных средах, М., 1970; Физика взрыва, 2 изд., М., 1975; Нетлетон М., Детонация в газах, пер. с англ., М., 1989; Фиккет У., Введение в теорию детонации, пер. с англ., М., 1989 Б. Н. Кондриков.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.02.2017)