ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВВ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП

РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БРИЗАНТНОГО ВВ 3-й ГРУППЫ

Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ 3-й группы.

Дано: бризантное ВВ - тротил C₆H₂(N0₂)3CH₃; теплота образования (2_ВВ =42,319 кДж/моль (при со = const); плотность р = = 1600 кг/м³.

Решение

1. Запишем химическую формулу тротила:

2. Определим молекулярную массу ВВ р_вв и молярную массу М:

3. Рассчитаем кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того, выполняется неравенство с<Ы2 + + а (6 < 9,5), это ВВ относится к 3-й группе.

4. Запишем реакцию взрывчатого превращения в первом приближении по уравнению (8.28):

5. Определим число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

• 6. Рассчитаем удельный объем твердых продуктов взрывчатого
• •5 "З

превращения, принимая плотность графита р_тв = 2,267-10' кг/м :

7. Найдем теплоту взрывчатого превращения Q₀₎ в первом приближении но формулам (8.36) и (8.36а), используя габл. 8.4:

8. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения по формуле (8.38), используя табл. 8.1:

9. Найдем константу равновесия к, применяя линейное интерполирование табличной функции к =Д7'|) (табл. 8.5).

Таблица 8.5

Значения константы равновесия А,

10. Рассчитаем состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении но формулам (8.33), (8.34), (8.31), считая, что количество элементарного углерода и азота в продуктах сохраняется. Зная, что в реакции водяного газа будет участвовать только часть атомов углерода, с учетом формулы (8.35а) запишем:

11. Проверим расчет состава продуктов взрывчатого превращения по величинам w_ra3 и к_]:

Поскольку число молей газов по сравнению с первым приближением не изменилось, а константа равновесия, найденная но составу ПВП, совпала с исходной, расчет выполнен правильно.

12. Найдем теплоту взрывчатого превращения:

13. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения:

14. Уточним константу равновесия к (табл. 8.6):

Таблица 8.6

Значения константы равновесия А,

15. Уточним состав продуктов взрывчатою превращения:

Проверка величин к и я_газ по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

16. Найдем теплоту взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины Q_M с полученным в

п. 12 показывает, что они совпадают с точностью до 1 кДж/моль, т. е. уточненный в п. 15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным. Запишем реакцию взрывчатого превращения во втором приближении:

Теперь можно приступить к расчету энергетических характеристик ВВ, округлив полученные значения в соответствии с данными табл. 8.2.

17. Найдем значение теплоты взрывчатого превращения iQ_m (или потенциал ВВ II) для 1 кг ВВ:

18. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения по формуле (8.38):

• 19. Рассчитаем удельный объем газообразных продуктов и удельную газовую постоянную R, силу ВВ f удельную теплоемкость с_ш и параметр расширения 9 по формулам (8.18), (8.5),
• (8.13), (8.6), (8.22) и (8.16) соответственно:
  • 1) объем газообразных продуктов

2) удельная газовая постоянная

3) сила тротила

4) средняя удельная теплоемкость ПВП

5) средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов

Дж/(моль-°С);

6) параметр расширения

20. Проверим расчет энергетических характеристик с помощью формулы (8.17) через параметр расширения 0.

Сначала рассчитаем теплоту взрывчатого превращения 0^, соответствующую величине cj₀ (газообразные продукты), из пропорции

Тогда Дж/кг; после чего получим

Как видим, результат практически совпадает с величиной 0 из п. 19, что говорит о правильности расчетов.

21. Дополнительно рассчитаем скорость детонации тротила и давление во фронте детонационной волны р,. При к = 3

22. Найдем массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения тротила по формуле

Например,

Результаты запишем в табл. 8.7.

Таблица 8.7

Результаты расчетов

23. Результаты расчетов энергетических характеристик грозила представлены в габл. 8.8.

Таблица 8.8

Результаты расчетов

24. Проанализируем полученные результаты и сделаем выводы с помощью контрольных вопросов.