11. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам nгаз и k1.

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 5

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Балтийский государственный технический

университет «ВОЕНМЕХ»

им. Д.Ф. Устинова

Расчет энергетических характеристик

взрывчатого вещества

Группа Е-591

Выполнила: Карпенко Е.Н.

Проверил: Генкин Ю.В.

Санкт-Петербург

2013 г

Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ.

Дано: бризантное ВВ – тротил С₆Н₂(NO₂)₃СH₃; теплота образования Q_ВВ = 42,319 кДж/моль (при ω = const); плотность ρ = 1600 кг/м³.

Решение:

1. Химическая формула:

С₇Н₅O₆N₃

2. Молекулярная масса ВВ μ_ВВ и молярная масса M:

3. Кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того выполняется неравенство (6<9,5), то данное ВВ относится к 3-й группе.

4. Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:

5. Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Удельный объем твердых продуктов взрывчатого превращения (плотность графита ρ_тв = 2,267 · 10³ кг/м³):

7. Теплота взрывчатого превращения:

Везде поменять w на большую W

8. Температура взрывчатого превращения:

9. Константа равновесия:

Таблица 1

T, К	3100	3161	3200
	7,753	7,853	7,917

10. Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении:

11. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам n_газ и k₁.

Поскольку число молей газов по сравнению с первым приближением не изменилось, а константа равновесия, найденная по составу ПВП, совпала с исходной, расчет выполнен правильно.

12. Теплота взрывчатого превращения:

13. Температура взрывчатого превращения:

14. Константа равновесия:

Таблица 2

T, K	3200	3233	3300
	7,917	7,967	8,068

15. Состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин k₁ и n_газ по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

16. Теплота взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины с полученным в п. 12 показывает, что они совпадают с точностью до 1 кДж/моль, т.е. уточненный в п. 15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

17. Значение теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

18. Температура взрывчатого превращения:

19.

1) объем газообразных продуктов:

2) удельная газовая постоянная:

3) сила тротила:

4) средняя удельная теплоемкость ПВП:

5) средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

6) параметр расширения:

20. Проверка расчета энергетических характеристик:

Теплота взрывчатого превращения:

Нужно сделать равенство

Тогда

Параметр расширения:

21. Скорость детонации тротила при k = 3:

Давление на фронте детонационной волны при k = 3:

22. Массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения тротила:

Таблица 3 - Результаты:

Вещество	H2O	CO2	CO	H2	N2	C
%	13,7	14,9	33,7	0,7	18,5	18,5

23. Результаты расчетов энергетических характеристик тротила:

Таблица 4

Характеристика	Расчетное значение
; П, кДж/кг
, К
, Дж/кг
,
,
, м/с
, ГПа
,
,

Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ.

Дано: бризантное ВВ – гексоген (CH₂NNO₂)_{3 ,}формула С₃Н₆O₆N_6, теплота образования Q_ВВ = -93,437 кДж/моль (при ω = const); плотность ρ = 1820 кг/м³.

Решение:

1. Химическая формула: С₃Н₆O₆N₆

2. Молекулярная масса ВВ μ_ВВ и молярная масса M:

M =

3. Кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того выполняется неравенство (6 6), то данное ВВ относится к 2-й группе.

4. Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:

₂O+3CO+3N₂

5. Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Теплота взрывчатого превращения:

7. Температура взрывчатого превращения:

8. Константа равновесия:

Таблица 1

T, K	3900	3959	4000
	8,710	8,748	8,775

9. Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении:

3- 0 = 3

А=

Искомые числа молей соответствующих веществ, входящих в состав продуктов взрывчатого превращения:

10. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам

n_газ и k₁:

=2,242 + 2,242 + 0,758 + 0,758 + 3 = 9;

Поскольку число молей газов по сравнению с первым приближением не изменилось, а константа равновесия, найденная по составу ПВП, совпала с исходной, расчет выполнен правильно.

11. Теплота взрывчатого превращения:

12. Температура взрывчатого превращения:

Эмпирические коэффициенты теплоемкости:

13. Константа равновесия:

Таблица 2

T, K	4000	4055	4100
	8,775	8,885	8,974

14. Состав продуктов взрывчатого превращения:

Искомые числа молей соответствующих веществ, входящих в состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин k₁ и n_газ по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

15. Теплота взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины с полученным в п. 12 показывает, что они совпадают с точностью до 1 кДж/моль, т.е. уточненный в п. 15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

16. Значение теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

17. Температура взрывчатого превращения:

18.

1) объем газообразных продуктов:

2) удельная газовая постоянная:

3) сила гексогена:

4) средняя удельная теплоемкость ПВП:

5) средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

6) параметр расширения:

19. Проверка расчета энергетических характеристик:

Теплота взрывчатого превращения:

Тогда

Параметр расширения:

20. Скорость детонации гексогена при k = 3:

k - показатель адиабаты для детонационной волны.

Давление на фронте детонационной волны при k = 3:

21. Массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения гексогена:

Таблица 3 - Результаты:

Вещество	H2O	CO2	CO	H2	N2	C
%	17,752	16,065	27,615	0,73	37,838	0

22. Результаты расчетов энергетических характеристик гексогена:

Характеристика	Расчетное значение
; П, кДж/кг
, К
, Дж/кг
,
,
, м/с
, ГПа
,
,

Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ.

Дано: бризантное ВВ – динитрофенол С₆Н₃(NO₂)₂OH; теплота образования Q_ВВ = 222.070 кДж/моль (при ω = const); плотность ρ = 1680 кг/м³.

Решение:

1. Химическая формула:

С₆Н₄O₅N₂

2. Молекулярная масса ВВ μ_ВВ и молярная масса M:

3. Кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того выполняется неравенство (5<8), то данное ВВ относится к 3-й группе.

4. Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:

5. Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Удельный объем твердых продуктов взрывчатого превращения (плотность графита ρ_тв = 2,267 · 10³ кг/м³):

7. Теплота взрывчатого превращения:

8. Температура взрывчатого превращения:

];

9. Константа равновесия:

Таблица 1

T, K	2600	2608	2700
	6,694	6,714	6,939

10. Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении:

11. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам n_газ и k₁.

Поскольку число молей газов по сравнению с первым приближением не изменилось, а константа равновесия, найденная по составу ПВП, совпала с исходной, расчет выполнен правильно.

12. Теплота взрывчатого превращения:

13. Температура взрывчатого превращения:

14. Константа равновесия:

Таблица 2

T, K	2600	2674	2700
	6,694	6,875	6,939

15. Состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин k₁ и n_газ по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

16. Теплота взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины с полученным в п. 12 показывает, что они совпадают с точностью до 1 кДж/моль, т.е. уточненный в п. 15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

17. Значение теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

18. Температура взрывчатого превращения:

19.

7) объем газообразных продуктов:

8) удельная газовая постоянная:

9) сила динитрофенола:

10) средняя удельная теплоемкость ПВП:

11) средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

12) параметр расширения:

20. Проверка расчета энергетических характеристик:

Теплота взрывчатого превращения:

Тогда

Параметр расширения:

21. Скорость детонации динитрофенола при k = 3:

Давление на фронте детонационной волны при k = 3:

22. Массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения динитрофенола:

Таблица 3 - Результаты:

Вещество	H2O	CO2	CO	H2	N2	C
%	13,01	16,02	35,5	0,73	15,2	19,6

23. Результаты расчетов энергетических характеристик динитрофенола:

Таблица 4

Характеристика	Расчетное значение
; П, кДж/кг
, К
, Дж/кг
,
,
, м/с
, Гпа
,
,

Таблица 5 - Сравнение:

Характеристика	Расчетное значение тротила	Расчетное значение гексогена	Расчетное значение динитрофенола
; П, кДж/кг
, К
, Дж/кг
,
,
, м/с
, ГПа
,
,

Выводы:

При сравнении таких взрывчатых веществ как Тротил, Гексоген и Динитрофенол, следует, что Динитрофенол уступает Гексогену и Тротилу во всех характеристиках кроме: и . Из сравнения видно что по эффективности Гексоген лучше Тротила и Динитрофенола, т.к. в нем отсутствеуют твердые вещества, а есть только газы. Гексоген очень чувствителен к механическому воздействию, Тротил и Динитрофенол менее чувствительны.