ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

ДЕТОНАЦИЯ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


ДЕТОНАЦИЯ (от ср.-век. лат. detonatio - взрыв, лат. detonо - гремлю), распространение со сверхзвуковой скоростью зоны быстрой экзотермич. хим. р-ции, следующей за фронтом ударной волны. Ударная волна инициирует р-цию, сжимая и нагревая детонирующее в-во (газообразную смесь горючего с окислителем), конденсированное ВВ. Фронт ударной волны и зона р-ции образуют в комплексе детонац. волну. Выделяющаяся при р-ции энергия поддерживает ударную волну, обеспечивая самораспространение процесса. Д. - одна из осн. форм взрывного превращения. Она может распространяться в газах, твердых и жидких в-вах, в смесях твердых и жидких в-в друг с другом и с газами, в последнем случае газ и конденсир. в-во м. б. предварительно смешаны друг с другом (пены, аэрозоли, туманы). Возможна и т. наз. гетерог. Д., при к-рой слой жидкости или порошка, способных реагировать с газом, находится на стенках заполненной этим газом трубы. Ударная волна срывает капли жидкости или частицы порошка со стенок, смешивает их с газом, образовавшаяся взвесь сгорает за фронтом волны в турбулентном режиме, а выделяющаяся при этом энергия поддерживает распространение процесса. Так, в шахтах ударная волна, возникшая при вспышке газа (метана), сметает кам.-уг. пыль со стен и кровли выработки и образует на своем пути воздушно-пылеугольную смесь, по к-рой может пойти фронт горения, поддерживающий ударную волну, - возникает Д. Смеси горючего с окислителем могут детонировать только при таких концентрациях компонентов, к-рые обеспечивают выделение достаточно большого кол-ва энергии. Наим. содержание горючего, при к-ром возможна Д., наз. ниж. пределом ее распространения, наибольшее - верхним. Пределы распространения Д. обычно уже, чем в случае горения. Скорость фронта D детонац. волны в газах, пылегазовых системах составляет обычно 1,5-3 км/с, в твердых в-вах - до 9 км/с. Скорость и потока продуктов р-ции за фронтом волны в 2-4 раза меньше, чем скорость фронта D. Давление в детонац. волне pg равно произведению скорости волны на скорость потока и на плотность r0 исходного в-ва: pg = r0uD. При Д. газов рg обычно составляет 2-3 МПа, в случае конденсир. в-в может достигать 20-40 ГПа; т-ра продуктов Д. составляет 2000-5000 К. Классич. теория Д. позволяет рассчитать скорость и др. параметры детонац. волны с использованием только термодинамич. характеристик исходного в-ва и продуктов р-ции, на основе законов сохранения массы, импульса и энергии. Устойчивая стационарная Д., самопроизвольно распространяющаяся со скоростью, постоянной для данного в-ва, происходит при условии, если скорость детонац. волны относительно продуктов р-ции равна скорости звука с в них: Dи = с. Если с помощью мощной ударной волны возбудить в среде Д. с большей скоростью, возникающая за ее фронтом (в продуктах р-ции) волна разрежения настигает фронт Д., снижает давление и скорость Д. до тех пор, пока они не примут значений, соответствующих условию D - и = с. В действительности стационарная Д. в газах неустойчива. Фронт ударной волны не плоский и не гладкий, он изборожден мелкими поперечными волнами, процесс как бы пульсирует: р-ция за фронтом волны идет неравномерно, возникает в отдельных точках при столкновении поперечных волн друг с другом или со стенками трубы, в к-рую заключен реагирующий газ. Расстояние между центрами возникновения р-ции увеличивается, а число их во фронте волны уменьшается по мере уменьшения скорости и давления Д. Вблизи пределов Д. (нижнего и верхнего) нередко остаются всего один-два центра. Они движутся вдоль стенок трубы по спирали, совершая неск. десятков тыс. оборотов в секунду. Это - т. наз. спиновая Д. в газах. В жидких и твердых в-вах Д. также может происходить неравномерно, в т. ч. и в режиме спиновой Д. Скорость Д. в газах слабо зависит от плотности (давления) газа. При Д. в конденсир. в-вах зависимость скорости от плотности более сильная: D = а + br0, где эмпирич. постоянная а примерно равна скорости Д. данного в-ва в газообразном состоянии, постоянная b составляет от 2 до 5 (м/с)/(кг/м3). Скорость Д. зависит также от диаметра трубы, в к-рой находится детонирующее в-во. Наивысшая, т. наз. "идеальная" скорость Д. достигается при нек-ром достаточно большом (предельном) диаметре. Уменьшение диаметра приводит к возрастанию потерь энергии в окружающую среду и снижению скорости Д.; при нек-ром критич. диаметре Д. затухает. Величина критич. диаметра Д. тем меньше, чем больше скорость хим. р-ции. Инициирующие ВВ, характеризующиеся высокой скоростью р-ции, детонируют в зарядах диаметром порядка 0,01-0,1 мм. Для нек-рых грубодисперсных взрывчатых смесей критич. диаметр м. б. более 1 м. Прочная массивная оболочка препятствует потерям энергии из зоны р-ции, приводит к уменьшению критич. диаметра и к росту скорости Д. при диаметре трубы, большем критического. В-ва с малым критич. диаметром Д. используются для изготовления детонирующего шнура, капсюлей-детонаторов, промежуточных детонаторов. Их применяют также для сенсибилизации (повышения детонац. способности, уменьшения критич. диаметра) взрывчатых смесей, содержащих труднореагирующие компоненты. Д. может возникать при горении. Переход горения в Д. происходит в результате повышения давления при ускорении горения, турбулизации потока горящего в-ва. Д. нек-рых газовых смесей и инициирующих ВВ возникает в результате воспламенения при обычных условиях (атм. давление, комнатная т-ра, небольшие кол-ва в-ва). Д. бризантных ВВ обычно вызывают с помощью капсюля-детонатора, содержащего небольшое кол-во инициирующего ВВ. Склонность к переходу горения в Д. - осн. показатель чувствительности (степени опасности) взрывчатой системы (см. Взрывоопасность). Д. - осн. процесс при использовании ВВ в пром-сти и военном деле. Теория Д. в газах - основа научного подхода к вопросам взрывоопасности. С помощью Д. осуществляют взрывную штамповку, сварку, резку, плакирование, упрочнение металлов; Д. используют при стр-ве плотин, каналов, дорог, геофиз. разведке и добыче полезных ископаемых. С помощью Д. получают синтетич. алмазы, нитрид бора и др. сверхтвердые материалы. В научных исследованиях Д. -один из способов получения сверхвысоких (десятки и сотни ГПа) давлений. Лит.. Зельдович Я. Б., Компанеец А. С., Теория детонации, М., 1955; Солоухин Р И., Ударные волны и детонация в газах, М., 1963; Детонационные волны в конденсированных средах, М., 1970; Физика взрыва, 2 изд., М., 1975; Нетлетон М., Детонация в газах, пер. с англ., М., 1989; Фиккет У., Введение в теорию детонации, пер. с англ., М., 1989 Б. Н. Кондриков.


===
Исп. литература для статьи «ДЕТОНАЦИЯ»: нет данных

Страница «ДЕТОНАЦИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков