全国工程爆破技术人员统一培训内容(2).ppt

全国工程爆破技术人员统一培训教材—— 中国工程爆破协会 编汪旭光院士 主编冶金工业出版社 第2章 爆炸与炸药的基本理论 2.1 基本概念 2.2 炸药的起爆和感度 2.3 炸药的爆轰理论 2.4 炸药的氧平衡与热化学参数 2.5 炸药的爆炸性能 重点：1、炸药化学爆炸的条件和基本形式； 2、炸药的氧平衡； 3、炸药起爆理论； 4、冲击波基本概念； 5、爆轰波稳定传爆的条件和影响因素； 6、炸药爆炸的动、静作用及表示。 难点：1、冲击波与爆轰波的概念； 2、炸药起爆理论； 3、炸药的热化学参数。 §2.1 基本概念 2.1.1 爆炸现象及分类 ? 爆炸现象 是某一物理系统在发生迅速的物理和化学变化时，系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做功，同时伴随有强烈放热、发光和声响等效应的过程。 例如：锅炉爆炸、原子弹爆炸、放鞭炮、自行车炸胎等。 ? 分类 物理爆炸、化学爆炸、核爆炸 1）物理爆炸：只是物质形态发生变化，而化学成分和性质 没有改变的爆炸现象。 2）化学爆炸：在爆炸前后，不仅发生物态的急剧变化，而 且物质的化学成分也发生改变的反应。 3）核爆炸：由核裂变或核聚变释放出巨大能量所引起的爆 炸现象。 ? 爆炸定义 爆炸——是某一物质系统在发生迅速的物理和化学变化时， 系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为 对周围介质做功，同时伴随有强烈放热、发光和 声响等效应的过程。 2.1.2 化学爆炸的三要素（基本特征） 反应的放热性 （高温） 生成大量气体产物 （高压） 反应和传播的高速性 （高速） 1）反应的放热性 放出热量是爆炸得以进行的首位必要条件。是使反应独立地、高速地进行的必须能源。下面以硝酸铵的不同化学反应为例： 常温下分解： NH4NO3 —NH3 + HNO3－170.7kJ 加热至200℃左右： NH4NO3 —0.5 N2 + NO + 2 H2O+36.1kJ 或 NH4NO3 —→N2O + 2 H2O+ 52.4kJ 起爆药柱引爆： NH4NO3 —N2 + 2H2O + 0.5O2 + 126.4kJ 常温下，硝酸铵的分解是一个吸热反应，不能发生爆炸；但加热到200℃左右时，分解反应为放热反应，如果放出的热量不能及时散失，炸药温度就会不断升高，促使反应速度不断加快和放出更多的热量，最终就会引起炸药的燃烧和爆炸；如果用起爆药柱（primer cartridge）引爆时，硝酸铵发生剧烈的放热反应，即刻爆炸。可见，只有放热反应才可能具有爆炸性。 2）生成大量气体产物 炸药爆炸放出的热量必须借助气体介质才能转化为机械功。因此，生成气体产物是炸药作功不可缺少的条件。如果物质的反应热很大，但没有气体产物形成，就不会具有爆炸性。 例如铝热剂反应： 3Al ＋Fe2O3 ——Al2O3 ＋2Fe ＋ 841KJ 此反应的速度很快，反应的热效应可以使产物温度升到3000℃，使其呈熔融状态，但因为没有气态产物生成，而不发生爆炸。只是高温产物逐渐地将热量传导到周围介质中去，慢慢冷却凝固。 炸药爆炸放出的热量不可能全部转化为机械功，但生成气体数量越多，热量利用率也越高。 　　 由于爆炸反应的速度极高，反应结束瞬间，其能量几乎全部聚集在炸药爆炸前所占据的体积内，因而能够达到很高的能量密度。炸药发生爆炸变化所达到的能量密度比一般燃料燃烧时达到的能量密度要高数百至数千倍。正是由于这个原因，爆炸过程才具有