第四章危险物品管理.ppt

2000-12-01 南京大学 周三多 第 四 章 爆 炸 基 础 知 识 第一节 爆炸现象及其特征 第二节 炸药化学变化的基本形式 第三节 炸药的主要性能及参量 第四节 炸药的爆炸作用 第五节 殉爆和安全距离 第一节 爆炸现象及其特征 一、爆炸现象及其分类 1、爆炸的概念 爆炸是一种非常迅速的物理或化学变化过程，在这一过程中，系统的内能瞬间转变为机械功及光和热辐射电炉钢、等。 2、爆炸现象分类 (1)、核爆炸：由核裂变或聚变反应释放出核能所形成的爆炸。 (2)、物理爆炸：爆炸时爆炸物质的形态 发生变化，而化学成分没有改变的爆炸。 (3)、化学爆炸：凡是爆炸时，爆炸物质的化学成分发生变化的爆炸。 第二节 炸药化学反应的基本形式 按照反应速度和传播性质，炸药的化学反应可分为缓慢的反应和高速的反应两种。缓慢反应没有爆炸性。高速反应又分为两种不同的形式：燃烧和爆轰。 一、炸药的热分解 炸药在发火温度以下进行的分解称为热分解。炸药热分解的速度主要取决于环境温度，当温度升高到一定程度，热分解会自动转变为快速的化学反应，发生燃烧或爆轰。对于一般炸药来说，可用下列通式表示热分解，即 ： 炸药(固、液) 气体产物＋固体产物(残渣）+热 炸药热反应的特点是：反应在整个炸药内部缓慢进行，反应主要取决于环境温度。 第三节 炸药的主要性能及参量 一、爆速 炸药爆炸时，爆轰波沿炸药内部直线传播的速度，称为爆速。它是衡量炸药爆炸性能的重要标志，也是爆轰波参数中当前能够比较准确测量的一个参数。 二、爆热 单位质量的炸药爆炸时所释放的热量，称为爆热。它是炸药对外做功的来源。炸药爆热越大，表示对外做功的能力越大。 三、爆温 炸药爆炸时所放出的热量，将爆炸产物加热到最高的温度，称为爆温。 第五节 炸 药 的 爆 炸 作 用 一、空中爆炸的基本现象 1、爆轰产物的膨胀与空气中冲击波的形成 当一个球形装药在空气中爆炸时，由于爆炸过程很快，所以在爆炸瞬间内装药会变成高温高压的爆轰产物，其压力大大高于周围空气的压力，它将迅速地向周围空气膨胀，膨胀速度比空气中传播的音速大几倍，所以在与空气界面处的爆轰产物如同超音速的活塞一样，强烈的推挤和压缩周围的空气，使其压力、密度和温度突跃升高，从而在空气中形成压力很高的冲击波。 极限体积：爆炸产物的极限体积约为炸药原来体积的800-1600倍，对于球形装药而言，其极限半径为10-12r，对于圆柱形装药极限半径为30-40r。 第六节 殉爆和安全距离 一、殉爆 装药A的爆炸能引起与其相距一定距离的被惰性介质隔离的B装药的爆炸，这一现象叫做殉爆。 惰性介质可以是空气、水、土壤、金属或非金属材料。装药A称为主发装药，装药B称为被发装药。 爆炸通过惰性介质而传递的能力，称之为殉爆能力；引起殉爆时两装药间的最大距离称为殉爆距离。 * 爆炸现象按能量来源分类 核 爆 炸 物 理 爆 炸 化 学 爆 炸 三、炸药爆炸的特征 1、反应的放热性； 2、反应的快递性； 3、生成气体产物； 二、燃烧 1、主要燃烧的特点 炸药的燃烧不需要空气中的氧气即可燃烧。燃烧的传播是靠反应区的能量通过热传导、热辐射和产物的扩散加热未反应的炸药，使炸药逐层发生燃烧反应来实现的。 2、炸药燃烧的阶段 炸药的燃烧可以分为两个阶段：首先是使炸药局部表面着火；其次是火焰向炸药内部传播。 3、炸药燃烧的分类 炸药的燃烧可以分为稳定燃烧和不稳定燃烧。主要取决于燃烧过程中燃烧速度的变化。 燃烧速度保持不变的为稳定燃烧。反之，则为不稳定燃烧。 4、影响凝态炸药燃烧的因素 通常液态和固态炸药称为凝态炸药。炸药的燃烧速度是表示燃烧过程中最重要的参量。燃烧速度有两种表示方法：一是燃烧的线速度，即火焰阵面沿炸药法线方向传播的速度；二是燃烧的质量速度，即火焰阵面上单位面积及单位时间反应出的炸药质量。 (1)、压力对燃烧速度的影响 燃烧速度受外界条件特别是受压力的影响很大。一般凝聚炸药的燃烧速度随着压力的升高成线性增加。 (2)、炸药密度对燃速的影响 炸药的燃烧速度随装药密度的增大而减小。 (3)装药直径对燃速的影响 如果从炸药的一端引燃炸药，则凝聚炸药的燃烧存在着临界直径现象，即当直径小于一定值时，不能维持稳定燃烧。 5、炸药由燃烧转为爆轰的条件 爆轰是通过冲击波传递能量，燃烧是通过传热来传递能量的。因此，由燃烧转化为爆轰的条件是要形成冲击波，即借助于冲击波对炸药的强烈冲击压缩作用使炸药发生高速化学反应来实现。 三、爆轰 炸药爆轰分为稳定爆轰和不稳定爆轰。传播速度不变的称为稳定爆轰；传播速度变化的称为不稳定爆轰。一般情况下，所指的爆轰多系稳定爆轰，而把不稳定爆轰称为爆炸。 1、爆轰波 爆