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 (2ВВ =42,319 кДж/моль (при со = const); плотность р = = 1600 кг/м3.

Решение

1. Запишем химическую формулу тротила:

2. Определим молекулярную массу ВВ рвв 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 ртв = 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,

Т, к

3100

3161

3200

*1

7,753

7,853

7,917

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 wra3 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,

г„ к

3200

3233

3300

*1

7,917

7,967

8,068

15. Уточним состав продуктов взрывчатою превращения:

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

16. Найдем теплоту взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины QM 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 iQm (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 сш 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

Вещество

Н20

со2

СО

Н2

N2

С (графит)

Й/ ,%

13,7

14,9

33,7

0,7

18,5

18,5

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

Таблица 8.8

Результаты расчетов

Характеристика

е«.п,

кДж/кг

Г,,К

f Дж/кг

со,, м7кг

а, м7кг

е

Расчетное

значение

4329,5

3233

ОО

ОО

ОО

О

ы

740 -10 3

0,08-10’3

0,261

Характеристика

D, м/с

Р, ГПа

Си> ’

Дж/(моль • °С)

С(0

Дж/(моль • °С)

Расчетное

значение

7200

20,7

331,9

238,0

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

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >