Detonarea este un termen de origine franceză-latină, bazat pe două cuvinte - détoner (din limba franceză - pentru a exploda) și detono (din latină - mă zgâlțâie). Procesul de transformare chimică a unui exploziv, procedând la o viteză supersonică, care este însoțit de eliberarea de energie și se propagă prin substanță sub forma unui val de la un strat la altul, se numește detonare.
Industria chimică nu se oprește: se creează toți compușii chimici noi, inclusiv explozivii, care, de fapt, stau la baza exploziei.
Explozia - din păcate, fenomenul este foarte periculos și este folosit nu numai în beneficiul societății. Explozivii sunt un instrument frecvent utilizat în cazul teroriștilor.
În plus, explozivii se pot dovedi periculoși nu numai datorită activității intenționate, ci și prin neglijență, deoarece depozitarea și transportul acestora trebuie tratate cu o atenție deosebită.
Scopul lucrării este de a sistematiza cunoștințele despre detonări și explozii, sursele lor principale - explozivi și despre factorii negativi pe care aceste fenomene le pot implica.
Pentru a atinge acest obiectiv, este necesar să setați următoarele sarcini:
1. Să dezvăluie informații generale despre detonare și explozii.
2. Explorați explozivii, amestecurile explozive și mediul în care acestea sunt cele mai explozive.
3. Sistematizați factorii negativi care sunt produsul unei explozii.
Capitolul 1. Informații generale privind detonarea și explozia
1.1 Istoria detonării
Termenul detonare a fost introdus în viața de zi cu zi a oamenilor de știință de către fondatorul chimiei moderne - Antoine Laurent Lavoisier. Pentru prima dată a folosit-o în 1789 în lucrarea sa despre Tratatul de Chimie Elementară.
un impuls suplimentar dezvoltării acestei teorii dat chimiști Mallyarom și Le Chatelier, atunci când am deschis anul 1881 fenomenul de detonație a amestecurilor de gaze în tuburile (Shchelkine, Troshin, gaze de ardere, 1963, p. 13.). Indiferent de ele peste aceeași descoperire ca și oameni de știință am lucrat și Vieille Berthelot, care a venit la același rezultat. Ecuația pentru propagarea unui val de detonare a fost derivat în 1890 VA Michelson, care se bazează pe ecuația deja derivată a fost capabil de a obține o expresie pentru viteza de detonare (Hitrin, Combustion, explozie, 1957, p. 262).
Din 1899 până în 1905, teoria a fost perfecționată de Chapman și Jouguet. În
lucrarea sa teoria hidrodinamică de oameni de știință de detonare considerat val de detonare ca suprafața exploziei, care le-a permis să se retragă condiția de a determina viteza de explozie (Chapman-Jouget), care a primit ulterior statutul de postulat.
In anii 40-a teoriei îmbunătățită a detonării a fost dezvoltat de secolul XX, care ia în considerare timpul finit al reacției chimice, urmată de încălzirea substanței undei de șoc. Această lucrare aparține unui chimist Zel'dovich, care nu numai că a creat un nou model, dar, de asemenea, pentru a pune un sens fizic clar în starea Chapman-Jouget, în urma căreia a devenit viteza de selecție regula detonare (YB Zeldovich la detonare propagarea în stare gazoasă sisteme // Revista de fizică experimentală și teoretică. 1940. V. 10. 5. pp 542568. T.). La fel, indiferent de Zeldovich pe acest model a lucrat Neiman american și german Doering. Baza pentru numele modelului au fost primele litere ale numelor de oameni de știință, astfel de desemnare, desigur, este: modelul ZND.
O altă fază de dezvoltare de cercetare în acest domeniu a început în 1926, a pus experimentul Campbell și Woodhead, care a descoperit efectul spiral avansarea frontului de detonare a amestecului de gaz (Schyolkin, Troshin, Combustion Gaze, 1963, p. 44). Ulterior, fenomenul de asemenea, a fost găsit în sisteme condensate, și a fost numit de spin detonare.
Ultima descoperire importantă a fost fenomenul structurii celulare a undei de detonare, făcută în 1959 de către oamenii de știință N. Denisov și Ya K. Troshin (Denisov N. Troshin Lakov pulsează și centrifugare detonație a amestecurilor de gaze din tuburi // Rapoarte ale Academiei de Științe a URSS . 1959. 125. Numărul T. 1. pp 110-113.).
1.2 Mecanism de detonare
Așa cum sa discutat anterior, detonarea - (. Explicativ dicționar Ushakov DN Ushakov, 1935-1940), această explozie instantanee și devastatoare a aprinderii explozive sau prin detonatorului impactului.
Energia, care este eliberată în domeniul reacțiilor chimice, menține în permanență o presiune ridicată în valul de șoc, iar pe această bază este o dezvoltare autonomă.
Exercițiile de explozie apar ca urmare a excitației detonării. Aproape orice impact mecanic sau termic poate determina detonarea în descărcarea unui exploziv. Rezistența impactului necesar pentru fenomenul de detonare depinde de natura chimică a explozivului.
Viteza propagării unui val de detonare într-o substanță omogenă nu este doar o viteză minimă, ci și o viteză constantă. În ceea ce privește viteza produselor de reacție, zona de reacție chimică se mișcă și se realizează cu viteză ultrasonică. Un astfel de fenomen poate fi văzut într-un val de detonare propagat la o viteză minimă. Valurile de rarefacție care apar în timpul extinderii produselor gazoase ale reacției chimice nu pot slăbi valul de șoc înainte, deoarece nu pot pătrunde în regiunea acestei reacții.
Condițiile descrise mai sus se numesc procesul Chapman-Jouguet, în care caracteristica explozivului este viteza minimă de propagare.
Presiunea generată în timpul propagării unui val de detonare în diferite explozivi diferite: de exemplu, în amestecuri gazoase explozive, presiunea de zeci de atmosfere, și în explozibili lichizi și solizi vine la sute de mii de atmosfere.
Este de remarcat faptul că detonarea nu se produce întotdeauna la viteze minime: uneori sunt create condiții care pot duce la depășirea vitezei minime. Acest fenomen apare dacă, de exemplu, o explozie a unei încărcături de exploziv solid este plasată într-un amestec exploziv gazos. Ca urmare a unei astfel de reacții, se pare că valul de detonare se propagă cu viteza crescătoare în amestecul de gaze. Regiunea reacției chimice într-o astfel de undă se mișcă în raport cu produsele de reacție nu cu viteza ultrasonică, ca în modelul Chapman-Jouguet, dar cu cea subsonică. Prin urmare, atunci când acest val este îndepărtat de la originea sa, valul va slăbi treptat, iar rata de propagare a detonării va scădea la o valoare minimă.
Totuși, aceasta nu este singura modalitate de a obține un val de detonare cu viteză crescută. Un val care se mișcă într-o direcție descrescătoare a densității într-o explozie neomogenă va avea, de asemenea, o viteză de propagare mărită.
procesul de detonare nu este întotdeauna posibil, susținută și de asemenea, depinde de diametrul încărcăturii explozive cilindrice. Rata sa minimă trebuie să fie proporțională cu lățimea reacției chimice. Numai în aceste condiții, se poate realiza procesul de detonare persistente. Explozivul în amestecuri gazoase și alte condiții sunt: o anumită marjă trebuie să respecte concentrația de gaze inflamabile, care la rândul său depinde de natura chimică a amestecului exploziv, precum presiunea și temperatura.
Studiul valului de detonare a arătat că, în cazul unei scăderi a presiunii inițiale, reacția chimică în gaze dobândește caracterul de pulsații. Acest lucru se datorează distorsionării undelor de șoc în mișcare înainte. Acest efect cauzează reacții inegale (figura 1). O presiune suficient de scăzută duce la așa-numitul regim de detonare a spinului dezvoltat de Campbell și Woodhead. În acest caz, pe partea din față a valului de detonare apare un rost, care se rotește de-a lungul unei linii spiraloase (figura 2), iar o scădere suplimentară a presiunii duce la amortizarea detonării.
Fig. 1. O fotografie a pistelor lăsate de partea frontală a undei de detonare pe o placă fumuriză plasată pe capătul țevii. Presiunea inițială 300 mm Hg. Art.
Fig. 4. Fotografia de detonare de spin care se propagă în tub (într-un amestec de gaz).
1.3 Conceptul de explozii
procesul de eliberare a energiei într-un timp scurt, din cauza modificării instantanee în starea fizico-chimică a materiei, ceea ce duce la apariția de salt de presiune sau șoc val, care este însoțită de formarea de gaz comprimat sau vapori de capabile să producă muncă - explozie.
În această etapă a studiului exploziilor, nu există un consens cu privire la ce fel de procese chimice ar trebui să se numească o explozie. Acest lucru se datorează faptului că procesele de mare viteză pot avea loc sub formă de detonare și sub formă de ardere. În cazul detonării, reacțiile chimice și procesul de eliberare a energiei sunt inextricabil cu formarea unui val de șoc, iar în caz de ardere se formează conducerea termică și difuzia.
Cel mai adesea viteza de detonare este mai mare decât rata de ardere, însă această regulă nu este absolută - are excepții. În funcție de mecanismul transferului de energie și substanță, viteza proceselor se poate schimba. Ele pot afecta, de asemenea, rezultatele acțiunii și mediul. În practică, se observă astfel de combinații surprinzătoare de procese similare, chiar dacă apar tranziții de la detonare la combustie și invers. Pe baza acestui fapt, diferite procese rapide sunt considerate explozii, este obișnuit să nu se precizeze caracterul lor.
Desigur, există diferite definiții ale exploziei, de exemplu, să aloce definiție mai rigidă, se caracterizează printr-o detonare excepțional. Observând o astfel de stare, la o explozie chimică, care în mod necesar acompaniată de un material de ardere redox reacție și oxidant sunt amestecate în legarea, altfel viteza de reacție este limitată de viteza procesului de livrare oxidant, iar acest proces, în obicei ei, este difuziv.
De exemplu, arderea lentă a gazelor naturale în arzătoarele sobelor de bucătărie este cauzată de intrarea lentă a oxigenului în zona de ardere prin difuzie. Dar dacă gazul se amestecă cu aerul, acest amestec poate exploda dintr-o scânteie foarte mică.
Tabel. 1. Formulele chimice totale și parametrii principali de detonare: energia specifică a exploziei Q, densitatea inițială r, viteza de detonare D, presiunea P și temperatura T la momentul finalizării reacției.
Capitolul 2. Explozivi și atmosfere și amestecuri explozive
2.1 Substanțe explozive. Caracteristicile și clasificarea acestora
Substanțele explozive sunt și compuși explozivi, care pot conține una sau mai multe explozivi.
Fără îndoială, toate explozivii sunt diferiți în structura și natura lor, dar, în ciuda acestui fapt, au o serie de caracteristici unificate.
În primul rând, toate explozivii sunt capabili de transformări exoterme.
În al doilea rând, explozivii sunt capabili de auto-propagare a transformării chimice.
Explozivii au, de asemenea, nu numai capabilități, ci și caracteristici importante. Care determină explozivul:
- viteza reacțiilor explozive
- volumul de produse gazoase ale reacției explozive, precum și compoziția sa
- Temperatura maximă care apare în produsul final al exploziei
- sensibilitate la factori externi
- diametru detonant periculos
- densitatea critică a detonării.
Ca urmare a detonării, produsele de descompunere gazoase având o temperatură foarte ridicată sunt comprimate în volum, iar volumul lor devine extrem de apropiat de volumul inițial de încărcare. Expansiunea lor este cauza principală a efectului distructiv al exploziei.
Există două tipuri principale de explozivi: care afectează numai zona de acțiune locală - brizantă și mai periculoasă, acțiunea generală - explozivă înaltă.
Atunci când se depozitează explozivi, este important să se mențină starea lor de stabilitate.
Compoziția este:
1. Substanțe chimice chimice individuale care conțin oxigen,
2. Amestecuri explozive constând din două sau mai multe substanțe.
Fig. 3. Pictogramă pentru marcarea explozivilor în conformitate cu sistemul de marcare GHS.
Starea fizică este:
Sub forma unei explozii există:
1. Primar, destinat agitării transformărilor explozive,
2. Secundar, care sunt mai puțin sensibili la factori externi,
3. Aruncarea, care este necesară pentru prezența unei surse de energie, pentru aruncarea diferitelor corpuri, de exemplu, scoici,
4. Pirotehnica sunt necesare pentru a obține diferite efecte: sunet, lumină etc.
Prin metoda de preparare a cojilor se clasifică:
În domeniile de aplicare, există:
2. Industrial, care la rândul său poate fi:
2.1. Pentru minerit, de exemplu, extracția de minerale,
2.4. Scopul special,
2. Clasificarea pe gradul de pericol în locurile de munte.
2.2 O atmosferă explozivă. Caracteristicile sale
O atmosferă explozivă este un amestec de aer și gaze combustibile, capabil de
Explozie în cazul unei anumite surse de explozie sau la o anumită concentrație.
Dacă substanța sau materialul pot exploda sau se aprind când acesta interacționează cu apa, oxigenul, această substanță sau material este considerat a fi clasificat într-o atmosferă explozivă.
Există anumite caracteristici care determină mediul exploziv. Aceste caracteristici sunt:
- temperatura care apare în timpul auto-aprinderii,
- sensibilitate specială la orice factori mecanici (GOST R 12.3.047-98, SSBT, Siguranța la foc a proceselor tehnologice, cerințe generale, metode de control).
Capitolul 3. Factorii negativi asociați cu explozii
Exploziile sunt una dintre cauzele unei urgențe. În plus, de multe ori vina nu este chiar explozia în sine, ci depozitarea nereglementată, precum și transportul neglijent al explozivilor, lichide inflamabile, substanțe radioactive și altele.
Rezultatul încălcării reglementărilor sunt explozii, incendii, emisii de gaze.
În explozii cauzate în acest fel, chiar explozia în sine nu este teribil, ci construcțiile cu care interacționează. Doar depozitarea și transportul greșit este plină de presiune din ce în ce mai mare în spațiul limitat, acțiunea undelor de șoc și a altor lucruri.
Ca un factor negativ este de a lua în considerare nu numai efectele materiale, ci și efectele psihologice.
În situațiile nestandardizate, care amenință sănătatea și viața populației, panica rămâne în rândul cetățenilor. O astfel de reacție este de înțeles, dar, din nefericire, ea nu poate decât să agraveze factorii negativi ai exploziilor deja înfricoșătoare.
De exemplu, oamenii în panică sunt capabili să organizeze o lovitură, care implică răniri, vânătăi, moarte.
Această lucrare vizează sistematizarea cunoștințelor despre detonări și explozii, principalele surse - explozivi, precum și factorii negativi pe care aceste fenomene le pot implica. Scopul a fost realizat printr-o serie de sarcini.
Lucrarea a pornit de la surse - din istoria dezvoltării teoriei detonării, care dovedește importanța și relevanța acestui fenomen.
Mai departe de teoria dezvoltării detonării, munca a continuat să studieze mecanismul acesteia. Procesele în care se desfășoară sunt studiate și se remarcă excepții de la anumite reguli.
Cunoștințele despre explozie au fost sistematizate, a fost rafinată formularea conceptului de explozie ținând cont de detonare și ardere.
Au fost luate în considerare explozivii și amestecurile, natura lor, abilitățile și caracteristicile de bază. De asemenea, clasificarea lor nu a rămas fără atenție.
Substanțele explozive nu se pot desprinde de mediul exploziv și, firește, s-au examinat parametrii lor de bază și sa clarificat și mediul exploziv în sine.
Desigur, având în vedere toate aspectele de mai sus, trebuie spus despre factorii pe care îi pot determina. În considerarea lor, sa concluzionat că în cazul atitudinii neglijente față de substanțele explozive, probabilitatea unei explozii și a factorilor negativi ulteriori crește.
Având în vedere aceste probleme, trebuie spus că substanțele explozive, care pot duce la explozii cu detonație care curg în ele, sunt foarte fragile și periculoase în mâinile greșite.
Exploziile, care reprezintă instrumentul principal al impactului infractorilor, în special al teroriștilor, pot conduce la consecințe ireparabile.
De aceea, statele ar trebui să ia măsuri pentru a asigura siguranța populației de la posibili factori negativi.
2. Ziarul rus // ITAR-TASS.
3. Agenția de Informații / / RIA Novosti.
4. Shchelkin, Troshin, Dinamica gazelor de combustie, 1963, p. 13.
5. Khitrin, Fizica arderii și exploziilor, 1957, p. 262.
6. Zel'dovich Ya B. Către teoria propagării detonării în sistemele gazoase Jurnalul de Fizică Experimentală și Teoretică. 1940. V. 5. T. 10. P. 542568.
7. Shchelkin, Troshin, Dinamica gazelor de combustie, 1963, p. 44.
8. Denisov, Yu N. Troshin, Ya. K. Detonarea pulsului și spinului amestecurilor de gaze în țevi, Doklady Akademii Nauk SSSR. 1959. P. 125. No. 1. P. 110-113.
9. Dicționar explicativ Ushakov, D.N. Ushakov, 1935-1940
11. Andreev KK Belyaev AF Teoria exploziilor // 1960
12. GOST R 12.3.047-98. Standarde de securitate a muncii. Siguranța la foc a proceselor tehnologice. Cerințe generale. Metode de control.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: