- •Учебно-методическое пособие Термодинамические и кинетические основы превращений энергонасыщенных систем
- •Возможная направленность химического процесса
- •Кинетика химических процессов
- •Значения энергии активации некоторых процессов без катализатора и с катализатором
- •Раздел 1. Энергонасыщенные материалы и процессы их превращения.
- •Тема 1. История развития и применения горючих и взрывчатых веществ
- •Тема 2. Общие сведения о горении взрыве.
- •1. Определения.
- •Тема 3. Энергонасыщенные системы как источник энергии и их классификация.
- •2. Классификация эм
- •2. Условия, определяющие возможность химического взрыва.
- •Общая классификация вв
- •Инициирующие вв
- •Инициирующие вв повышенной термостойкости
- •Бризантные взрывчатые вещества.
- •Требования, предъявляемые к пиротехническим составам
- •Классификация и области применения порохов
- •1. Назначение компонентов и принципы компоновки составов нитроцеллюлозных порохов и трт
- •Состав и характеристики пироксилиновых порохов
- •Состав и характеристики баллиститных порохов
- •Химический состав и характеристики основных типов баллиститных трт
- •Классификация твердых ракетных топлив
- •Реактивные топлива
- •1. Сравнение энергии взрывчатых веществ с энергией топлива.
- •2. Зависимость мощности, развиваемой при взрыве, от скорости выделения энергии.
- •3. Классификация и общая характеристика явлений взрывчатого превращения.
- •Раздел 2. Химические превращения при горении и детонации. Состав продуктов превращения и их термодинамические параметры.
- •Тема 3. Теплота и температура взрыва
- •Основным законом термохимии является закон Гесса
- •Вычисление теплоты взрывного превращения вв.
- •Опытное определение теплоты взрыва.
- •Температура взрыва.
- •Тема 4. Уравнения реакции разложения взрывчатых веществ. Кислородный баланс.
- •1. Характеристика соотношения между горючим и кислородом в вв.
- •2. Уравнение реакции разложения вв с положительным или нулевым кислородным балансом.
- •Уравнение реакции разложения вв с отрицательным кислородным балансом. Содержания кислорода достаточно для превращения всего углерода в газы.
- •Уравнение реакции разложения вв с отрицательным кислородным балансом. Содержания кислорода недостаточно для окисления всего углерода в со (в продуктах взрыва остается свободный углерод)
- •4. Расчет элементной формулы взрывчатых составов
- •Тема 5. Объем газообразных продуктов взрыва. Давление продуктов взрывного превращения
- •Объем газообразных продуктов взрыва
- •2. Давление продуктов взрывного превращения
- •3. Сила, потенциал, теплота горения и удельное газообразование порохов ствольного оружия
- •Раздел 3. Термохимия энергонасыщенных материалов.
- •Тема 6. Методы исследования состава продуктов превращения и их термодинамических параметров.
- •Тема 7. Теоретические основы термодинамического расчета продуктов превращения.
- •Раздел 4 Кинетические теории взрывчатого превращения
- •Тема 8. Нестационарный режим горения
- •Тема 9. Зависимость между параметрами детонационной волны
Инициирующие вв
Инициирующими взрывчатыми веществами (ИВВ) называются системы, способные взрываться под действием незначительных начальных импульсов и возбуждать взрывчатые превращения в других ВВ.
Название инициирующих ВВ происходит от латинского слова INITIARE, что означает – начинать (начальный или заглавный). По этой причине ИВВ еще называют первичными, поскольку их основное назначение – инициирование взрывчатых превращений в зарядах энергетических материалов.
Характерными особенностями ИВВ, отличающими их от других, в частности от БВВ, являются следующие:
-высокая чувствительность к внешним воздействиям. Для возбуждения взрывчатого превращения ИВВ, как правило, требуется значительно меньшая работа, чем для БВВ. Например, гремучая ртуть, взятая в небольшом количестве, безотказно взрывается при падении на нее груза массой 2 кг с высоты 2 см, а тротил не взрывается при падении того же груза с высоты 2 м. Однако есть ВВ очень чувствительные к внешним воздействиям, но не относящиеся к ИВВ. Например, нитроглицерин;
-большое ускорение процесса взрывчатого превращения и легкость перехода горения в детонацию. При воспламенении такого ИВВ, как азид свинца, детонация наступает практически мгновенно. Возбуждение детонации ИВВ происходит легче, чем у других ВВ. Это объясняется очень коротким периодом нарастания скорости взрывного превращения ИВВ до своего максимального значения (рис.4.1);
-инициирующая способность, под которой понимается способность ИВВ, взятых в незначительном количестве, возбуждать полную детонацию других ВВ. Она характеризуется предельным инициирующим зарядом, т.е. минимальным количеством ИВВ, способного в определенных условиях вызывать детонацию бризантного ВВ.
Рис. 4.1. Зависимость скорости взрывчатого превращения ИВВ и БВВ от времени
По энергетическим и взрывчато-техническим характеристикам ИВВ заметно уступают бризантным. Теплота взрыва ИВВ находится в пределах 350–500 ккал/кг (1,5–2,1 МДж/кг), а скорость детонации составляет 4500–5500 м/с. Эти характеристики для БВВ соответственно равны 1000–1600 ккал/кг (4,2–6,7МДж/кг) и 7000–9000 м/с. Такая же закономерность наблюдается и при сравнении других характеристик, за исключением температуры взрыва. Высокая температура взрывчатого превращения ИВВ имеет большое практическое значение для инициирующих смесей, так как она обеспечивает их лучшую воспламеняющую способность.
К настоящему времени синтезировано и исследовано большое количество инициирующих ВВ. Однако номенклатура ИВВ, применяемых на практике, невелика. Объясняется это тем, что далеко не все известные ИВВ удовлетворяют как общим, так и специальным требованиям, предъявляемым к ИВВ.
Основная область применения ИВВ – снаряжение различных средств инициирования, которые предназначены для возбуждения детонации в зарядах бризантных ВВ или для воспламенения порохов, ракетных топлив, пиротехнических составов и других энергетических материалов.
При классификации ИВВ их принято, прежде всего, делить на две большие группы: индивидуальные химические соединения и инициирующие смеси [20].
Инициирующие смеси представляют собой составы, содержащие инициирующие ВВ и ряд регулирующих добавок. Выбор рецептуры обусловливается требованиями, предъявляемыми к средствам инициирования, в которых эти составы применяются.
