表1 幾種常用炸藥的爆熱實(shí)測(cè)值
炸藥名稱 | 裝藥密度(g/cm3) | 裝藥條件 | 爆熱(kJ/kg) |
梯恩梯 ? 太??? 恩 ? 黑索今 奧克托金 特屈兒 黑索今 梯恩梯 疊氮化鉛 雷??? 汞 | 1.53 ? 1.73~1.74 ? 1.78 1.89 1.60 1.69 1.50 — — ? | 藥量22g,直徑12.7mm,金屬殼 藥量22g,直徑12.7mm,金屬殼 直徑20mm,黃銅殼 φ12.7mm,金屬殼 直徑12.7mm,軟鋼殼 無(wú)外殼 無(wú)外殼 — — | 4573±30 ? 6222±10 ? 6318 6183±50 4853 5590 2540±15 1536 1732 |
炸藥的爆熱也可以應(yīng)用熱化學(xué)的蓋斯定律,通過(guò)理論計(jì)算求得。
炸藥的爆溫 炸藥爆炸瞬間所放出的熱量將爆炸產(chǎn)物加熱到的最高溫度稱為爆溫。它是炸藥爆炸性能的重要標(biāo)志量。爆溫的高低取決爆炸時(shí)放出的熱量及爆炸產(chǎn)物的組成。通常要求炸藥的爆溫要高,但是礦用炸藥要求爆溫低一些,以確保使用安全,防止礦坑中煤氣爆炸。由于爆炸瞬間形成的溫度很高,大約為3000~5000℃,溫度變化極快,而且爆炸時(shí)破壞很大,因而使爆溫的實(shí)驗(yàn)測(cè)定造成很大困難。
目前所采用的爆溫測(cè)定方法為測(cè)爆炸瞬間產(chǎn)物的色溫。實(shí)驗(yàn)時(shí)可將被測(cè)炸藥置于水中,以消除爆炸瞬間空氣沖擊波發(fā)光對(duì)測(cè)量的影響。密度較小的炸藥,由于炸藥顆粒間有小氣泡,在爆炸瞬間受強(qiáng)烈壓縮發(fā)出強(qiáng)烈的光,故測(cè)出的溫度偏高,造成失真。因此,炸藥要盡量密實(shí),以確保測(cè)量的真實(shí)和精確。表2列出用光測(cè)法測(cè)定的部分炸藥爆溫的數(shù)據(jù)。
表2 幾種常用炸藥的爆溫實(shí)測(cè)值
炸藥名稱 | 硝化甘油 | 黑索今 | 太恩 | 梯恩梯 | 特屈兒 | 低密度太恩 |
密度(g/cm3) | 1.60 | 1.79 | 1.77 | — | — | 0.99 |
爆溫(K) | 400 | 3700 | 4200 | 3910 | 3700 | 6650 |
應(yīng)用上述方法測(cè)得的溫度,為炸藥爆炸時(shí)發(fā)光的色溫。然而,這只有當(dāng)爆轟產(chǎn)物的性質(zhì)接近黑體或灰體時(shí)才是正確的。由于目前爆溫實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法復(fù)雜且不完善,因此,可以應(yīng)用爆炸產(chǎn)物的熱容與溫度T的函數(shù)關(guān)系,通過(guò)理論計(jì)算求得炸藥的爆溫。
炸藥的爆容 單位質(zhì)量炸藥爆炸時(shí)所形成的氣體產(chǎn)物,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(0℃,一個(gè)大氣壓)下所占據(jù)的體積稱為爆容。常以1千克炸藥為單位來(lái)表示,單位是米3/千克。根據(jù)熱力學(xué)的知識(shí),氣體產(chǎn)物是膨脹作功的工質(zhì)。因而爆容越大,炸藥對(duì)外界作功的能力也越大。
炸藥的爆速 在炸藥爆轟過(guò)程中,爆轟波沿炸藥傳播的速度,簡(jiǎn)稱爆速,以D表示。對(duì)于一定裝藥密度的炸藥,其爆速是一個(gè)特定值。炸藥的爆速是衡量炸藥爆炸性能的重要標(biāo)志量,也是爆轟波參數(shù)中能測(cè)量出的、最準(zhǔn)確的一個(gè)參數(shù)。爆速的測(cè)定方法可分為兩大類:一類是利用各種類型的測(cè)時(shí)儀器或裝置,測(cè)定爆轟波從一點(diǎn)傳到另一點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間間隔Δt,然后除以兩點(diǎn)間的距離Δs。這樣,就可得到爆轟波在兩點(diǎn)間傳播的平均速度D平均,即
D平均=Δs/Δt
這類方法稱為測(cè)時(shí)法。另一類是高速攝影方法。它是利用調(diào)整攝影機(jī),借助于爆轟時(shí)波面的發(fā)光現(xiàn)象將爆轟波沿裝藥傳播過(guò)程的軌跡連續(xù)地拍攝下來(lái)。因此這種方法可以測(cè)得爆轟波通過(guò)任一點(diǎn)的瞬時(shí)速度。表3列出幾種常用炸藥的爆速值。
表3 常用炸藥的爆速
炸藥名稱 | 代號(hào) | 密度ρD(8/cm3) | 爆速D(m/s) |
起爆藥: 雷????? 汞 斯蒂芬酸鉛 疊氮化鉛 猛炸藥: 硝化甘油 四硝基甲烷 梯? 恩? 梯 特? 屈? 兒 太????? 恩 黑? 索? 今 奧克托金 三氨基三硝基苯 苦? 味? 酸 黑? 喜? 兒 2?? 炸? 藥 硝? 化? 棉 混合炸藥: 苦味酸銨 梯/黑50/50 B? 炸? 藥 含鋁炸藥 梯銨鋁炸藥 | ? MF LTNR LA ? nG TNM TNT Tetryl PETN RDX HMX TATB PA HNB / NC ? / T/T50/50 / Torpex / | ? 4.42 3.10 4.71 ? 1.50 1.65 1.64 1.70 1.67 1.80 1.90 1.90 1.80 1.59 1.84 1.66 ? 1.00 1.69 1.71 1.81 1.00 | ? 5.40×103 5.20×103 5.60×103 ? 7.58×103 6.36×103 6.95×103 7.86×103 7.98×103 8.75×103 9.10×103 7.90×103 5.26×103 7.00×103 8.97×103 / ? 4.99×103 7.60×103 8.03×103 7.43×103 4.30×103 |
炸藥的威力與猛度 炸藥的威力在理論上可以用炸藥的潛能來(lái)表示,或者用爆熱與熱功當(dāng)量的乘積來(lái)表示。炸藥對(duì)外界作功能力,主要取決于爆熱和爆容。但實(shí)際上由于爆炸反應(yīng)的不完全和爆炸放出的熱量不可能完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功。因而常用鉛柱擴(kuò)孔大小的實(shí)驗(yàn)值來(lái)表示。即將一定量的炸藥,放在規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)的鉛柱孔中進(jìn)行爆炸,其擴(kuò)孔值越大,表示威力值越大,炸藥的作功能力也越大。常用炸藥的威力如表4所示。
表4 常用炸藥的威力和猛度
炸藥名稱 | 代號(hào) | 威??? 力 (TNT當(dāng)量%) | 猛??? 度 (TNT當(dāng)量%) |
梯恩梯 苦味酸 特屈兒 硝化甘油 太??? 恩 黑索今 奧克托金 | TNT PA CE nG PETN RDX HMX | 100 101 125 140 145 150 145 | 100 107 116 / 129 136 / |
炸藥的猛度是炸藥爆炸時(shí)對(duì)其相接觸介質(zhì)(如彈體、混凝土或金屬的構(gòu)筑物、石巖等)的粉碎能力。猛度的強(qiáng)弱主要取決于爆速、爆轟壓力和壓力作用的時(shí)間。猛度越大,與其接觸的介質(zhì)材料被炸得越粉碎。炸藥的猛度常用鉛柱或銅柱壓縮值大小來(lái)表示。即將一定量的炸藥放在標(biāo)準(zhǔn)銅或鉛柱上。炸藥與鉛柱之間墊以鋼片。引爆炸藥后,鉛或銅柱被壓縮成蘑菇形狀,測(cè)量壓縮前后鉛或銅柱的高度差,用以表示該炸藥的猛度。