Методы определения скорости детонации энергоемких материалов

Самарский государственный технический университет

Кафедра «Химия и технология органических соединений азота»

 

В.М.Ерин, В.А.Рекшинский, А.М.Пыжов,

 

определение СКОРОСТИ ДЕТОНАЦИИ

 

Методические указания к лабораторной работе № 15

по курсу

«История развития и применения ЭМ»

 

 

Самара 2012

УДК 622.235.2

 

 

Определение скорости детонации

Метод. указ. к лаб. практикуму и самостоятельной работе студентов

/Самар. гос. техн. ун-т; Сост. В.М.Ерин, В.А.Рекшинский, А.М.Пыжов

Самара; 2012, 15 с.

 

Приведены современные методики определения скорости детонации энергоемких материалов.

Подробно рассмотрен ионизационный метод определения скорости детонации энергоемких материалов, правила работы и техники безопасности.

Методические указания предназначены для студентов специальности 170105 Инженерно-технологического факультета, изучающих курс «История развития и применения ЭМ»

 

 

Стр. 15. Ил. 3. Библиогр: 7 назв.

 

Утверждены Советом Инженерно-технологического факультета,

протокол № от г.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Детонация — характерный тип химического превращения взрывчатого вещества (ВВ). При детонации по ВВ распространяется ударная волна, во фронте которой протекает быстрая химическая реакция. Выделяющаяся при этом энергия делает процесс стационарным.

Из теории детонационной волны следует, что скорость детонации взрывчатой системы при прочих равных условиях в основном определяется удельной химической энергией (теплотой взрыва) и молекулярным весом продуктов взрыва. Однако на скорость детонации и прочие характеристики детонационного процесса оказывают влияние и физические характеристики заряда: его диаметр, плотность, агрегатное состояние, наличие оболочек, размеры частиц.

Скорость детонации является важной динамической и основной характеристикой взрывчатого вещества, поэтому возможность ее экспериментального определения имеет важное значение. С другой стороны, скорость распространения детонации являлась величиной, сравнительно легко поддававшейся измерению. Приблизительно до 50-х годов XX века скорость детонации конденсированных взрывчатых веществ являлась единственным механическим параметром детонации, определяющимся экспериментально.

 

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ДЕТОНАЦИИ ЭНЕРГОЕМКИХ МАТЕРИАЛОВ

К настоящему времени методика экспериментального определения скоростей быстропротекающих процессов, к которым относятся взрыв, разлет продуктов детонации, распространение ударных и детонационных волн, разработана достаточно хорошо. Все используемые для этих целей приборы можно разбить на две группы.

К первой группе относятся различного рода хронографы и осциллографы, т.е. приборы, способные измерять короткие промежутки времени. В этом случае прибор регистрирует промежуток времени, в течение которого детонационная волна проходит через два или большее число фиксированных точек. Скорость процесса при этом рассчитывается как средняя скорость на данном участке.

Ко второй группе приборов принадлежат фоторегистраторы различных типов — оптические приборы. Регистрация скоростей этими приборами основана на развертке во времени световых явлений, возникающих при распространении быстропротекающих процессов. Если процессы не сопровождаются собственным свечением, то фоторегистратор фиксирует изменения светового потока от некоторого постоянного источника света, вызванные исследуемым процессом.

Оптические методы исследования имеют известные преимущества перед хронографическими методами, состоящие в том, что явления регистрируются безынерционно и не вносятся ошибки за счет датчиков. Запись ведется в непрерывной форме, т.е. можно определять не средние, а истинные скорости процессов. С другой стороны, использование современных импульсных осциллографов позволяет измерять скорость детонации на малой (порядка нескольких миллиметров) базе, что весьма затруднительно при использовании фоторегистраторов.

Существует метод измерения скорости детонации, не требующий особой аппаратуры. Измерение согласно этому методу (метод Дотриша) основано на сравнении определяемой скорости детонации с известной и постоянной скоростью детонации детонирующего шнура. Детонирующий шнур в данном случае играет роль хронографа.

К достоинствам метода следует отнести его простоту и доступность. Кроме того, он позволяет измерять скорость процесса взрывчатого превращения в снаряженном боеприпасе, что невозможно или очень трудно осуществить, используя другие методы.

Основными недостатками рассматриваемого метода является:

● малая точность;

● можно измерять лишь средние скорости процесса на некотором участке, нельзя использовать для измерений заряды, длина которых меньше 30 см, так как с уменьшением длины заряда сильно возрастают ошибки определений.

Для измерения скорости детонации с успехом можно применять также импульсные осциллографы. При этом осциллограф используется, для измерения малого промежутка времени, необходимого для прохождение детонационной волны между двумя фиксированными сечениями исследуемого заряда. Точность измерения очень велика, поскольку максимальная ошибка может составлять всего 10^-7-10^-8 с.