2 Расчет энергетических характеристик ВВ

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Министерство образования и науки РФ

Балтийский Государственный Технический Университет

«ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова

 

 

 

Кафедра Е3 «Средства поражения и боеприпасы»

 

 

Домашняя работа

Вариант 22(Динитробензол)

«Расчет энергетических характеристик ВВ»

 

 

Выполнил: Апостолов.В.В

Группа: Е412

Проверил: Генкин Ю.В.

 

 

 

Санкт-Петербург 2013

Тротил

Дано: бризантное ВВ – тротил ; теплота образовании

(при V = const); плотность

 

1. Определение состава продуктов взрывчатого превращения

1.1. Химическая формула тротила:

 

1.2. Определение молекулярной массы ВВ µВВ и молярную массу М:

 

1.3. Расчет кислородного коэффициента:

Так же выполняется неравенство , следовательно ВВ относиться к 3-й группе.

 

1.4. Реакция взрывчатого превращения:

 

1.5. Определение числа молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

 

1.6. Расчет удельного объема твердых продуктов взрывчатого превращения:

 

1

 

1.7. Расчет теплоты взрывчатого превращения в первом приближении:

 

1.8. Расчет температуры взрывчатого превращения:

 

Для двухатомных газов:

кал/моль. С

Для трехатомных газов:

кал/моль. С

Для :

кал/моль. С

Для С:

кал/моль. С

 

кал/моль. С

кал/моль. С2

1.9. Расчет константы равновесия:

Используя линейное интерполирование табличной функции

T 1 , К 3100 3161 3200
k 1 7,753 7.853 7,917

 

 

2

1.10. Расчет продуктов взрывчатого превращения во втором приближении, считая, что количество элементарного углерода и азота в продуктах сохраняется. В реакции водяного газа будет участвовать только часть атомов углерода.

 

1.11. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам и k 1 :

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

 

1.12. Расчет теплоты взрывчатого превращения:

1.13. Расчет теплоты взрывчатого превращения:

кал/моль. С

кал/моль. ̊С2

 

 

3

1.14. Уточняем константу равновесия k 1 :

T 1 , К 3200 3233 3300
k 1 7,917 7,967 8,068

 

1.15. Уточняем состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин и по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

 

1.16. Расчет теплоты взрывчатого превращения :

Сравнение уточненного значения величины с полученной в п.12 показывает, что они совпадают, т. е. уточненный в п.15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

 

2. Расчет энергетических характеристик ВВ

2.1. Расчет значения теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

2.2. Расчет температуры взрывчатого превращения:

кал/моль. С

кал/моль. С2

4

2.3 Расчет удельного объема газообразных продуктов , удельную газовую постоянную R , силу ВВ f , удельную теплоемкость и параметры расширения θ:

2.2.1. Объем газообразных продуктов:

2.2.2. Удельная газовая постоянная:

кал/моль.К

 

2.2.3. Сила тротила:

 

2.2.4. Средняя удельная теплоемкость ПВП:

кал/моль. С

 

 

2.2.5. Средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

2.2.6. Параметр расширения:

 

2.3. Проверка расчета энергетических характеристик через параметр :

Рассчитаем теплоты взрывчатого превращения , соответствующую величине из пропорции:

Результат практически совпадает с величиной из п.2.3.6, что говорит о правильности расчетов.

 

 

5

2.4. Дополнительный расчет скорости детонации тротила и давления во фронте детонационной волны , при k =3.

 

2.5. Найдем массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения тротила по формуле:

Результаты запишем в табл. 1.

Таблица 1

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

 

2.6. Результаты расчетов энергетических характеристик тротила представлены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика , ккал/кг , К , кал/кг , м3/кг

, м3/кг
Расчетное значение для ВВ 3233

0,261
Характеристика

, м/с

 , ГПа

,

,
Расчетное значение для ВВ

7200

 20,7

               

6
Гексоген

Дано: бризантное ВВ – гексоген ; теплота образования

(при V = const); плотность

 

1. Определение состава продуктов взрывчатого превращения

1.1. Химическая формула тротила:

 

1.2. Определение молекулярной массы ВВ µВВ и молярную массу М:

 

1.3. Расчет кислородного коэффициента:

Так же выполняется неравенство , следовательно ВВ относиться к 3-й группе.

 

1.4. Реакция взрывчатого превращения:

 

1.5. Расчет теплоты взрывчатого превращения в первом приближении:

 

1.6. Расчет температуры взрывчатого превращения:

 

7

Для двухатомных газов:

кал/моль. ̊С

Для :

кал/моль. ̊С

кал/моль. ̊С

кал/моль. ̊С2

1.7. Расчет константы равновесия:

Используя линейное интерполирование табличной функции

T 1 , К 3900 3958 4000
k 1 8,710 8,747 8,775

 

1.8. Расчет продуктов взрывчатого превращения во втором приближении, считая, что количество элементарного углерода и азота в продуктах сохраняется. В реакции водяного газа будет участвовать только часть атомов углерода.

 

1.9. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам и k 1 :

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

 

 

8

1.10. Расчет теплоты взрывчатого превращения:

1.11. Расчет теплоты взрывчатого превращения:

кал/моль. ̊С

кал/моль. ̊С2

 

1.12. Уточняем константу равновесия k 1 :

T 1 , К 4000 4075 4100
k 1 8,775 8,887 8,974

1.13. Уточняем состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин и по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

 

1.14. Расчет теплоты взрывчатого превращения :

Сравнение уточненного значения величины с полученной в п.10 показывает, что они совпадают, т. е. уточненный в п.13 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным. 9

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

2 Расчет энергетических характеристик ВВ

2.1. Расчет значения теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

2.2. Расчет температуры взрывчатого превращения:

кал/моль. ̊С

кал/моль. ̊С2

2.3. Расчет удельного объема газообразных продуктов , удельную газовую постоянную R , силу ВВ f , удельную теплоемкость и параметры расширения θ:

2.3.1. Объем газообразных продуктов:

2.3.2. Удельная газовая постоянная:

кал/моль.К

 

2.3.3. Сила гексогена:

 

2.3.4. Средняя удельная теплоемкость ПВП:

кал/моль. ̊С

 

 

2.3.5. Средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

2.3.6. Параметр расширения:

 

 

10

2.4. Проверка расчета энергетических характеристик через параметр :

Рассчитаем теплоты взрывчатого превращения , соответствующую величине из пропорции:

Результат совпадает с величиной из п.2.3.6, что говорит о правильности расчетов.

 

2.5. Дополнительный расчет скорости детонации гексогена и давления во фронте детонационной волны , при k =3.

 

2.6. Найдем массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения гексогена по формуле:

Результаты запишем в табл. 1.

Таблица 1

Вещество H2O CO2 CO H2 N2
, % 18,2 14,9 28,3 0,7 37,8

 

2.7. Результаты расчетов энергетических характеристик гексогена представлены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика , ккал/кг , К , кал/кг , м3/кг
Расчетное значение для ВВ 4056 0,234
Характеристика

, м/с

 , ГПа , ,
Расчетное значение для ВВ

8000

 21,9

11

Динитробензол

Дано: бризантное ВВ –динитробензол ; теплота образования (при V = const); плотность

 

1. Определение состава продуктов взрывчатого превращения

1.1. Химическая формула динитробензола:

1.2. Определение молекулярной массы ВВ µВВ и молярную массу М:

 

1.3. Расчет кислородного коэффициента:

Так же выполняется неравенство , следовательно ВВ относиться к 3-й группе.

 

1.4. Реакция взрывчатого превращения:

= b/2 + (c-b/2) + (a+b/2-c) +d/2

 

 

1.5. Определение числа молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

 

1.6. Расчет удельного объема твердых продуктов взрывчатого превращения:

 

 

12

1.7. Расчет теплоты взрывчатого превращения в первом приближении:

 

1.8. Расчет температуры взрывчатого превращения:

 

Для двухатомных газов:

кал/моль. ̊С

Для трехатомных газов:

кал/моль. ̊С

Для :

кал/моль. ̊С

Для С:

кал/моль. ̊С

 

кал/моль. ̊С

кал/моль. ̊С2

1.9. Расчет константы равновесия:

Используя линейное интерполирование табличной функции

T 1 , К 3000 3093 3100
k 1 7.574 7.740 7.753

 

 

13

1.10. Расчет продуктов взрывчатого превращения во втором приближении, считая, что количество элементарного углерода и азота в продуктах сохраняется. В реакции водяного газа будет участвовать только часть атомов углерода.

 

1.11. Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам и k 1 :

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

 

1.12. Расчет теплоты взрывчатого превращения:

1.13. Расчет теплоты взрывчатого превращения:

кал/моль. С

кал/моль. С2

 

1.14. Уточняем константу равновесия k 1 :

T 1 , К 3100 3145 3200
k 1 7.753 7.826 7.917

14

1.15. Уточняем состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин и по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

 

1.16. Расчет теплоты взрывчатого превращения :

Сравнение уточненного значения величины с полученной в п.12 показывает, что они совпадают, т. е. уточненный в п.15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Реакция взрывчатого превращения во втором приближении:

 

2. Расчет энергетических характеристик ВВ

2.1. Расчет значения теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:

2.2. Расчет температуры взрывчатого превращения:

кал/моль. С

кал/моль. С2

15

2.3. Расчет удельного объема газообразных продуктов , удельную газовую постоянную R , силу ВВ f , удельную теплоемкость и параметры расширения θ:

2.3.1. Объем газообразных продуктов:

2.3.2. Удельная газовая постоянная:

кал/моль.К

 

2.3.3. Сила динитробензола:

 

2.3.4. Средняя удельная теплоемкость ПВП:

кал/моль. ̊С

 

 

2.3.5. Средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:

2.3.6. Параметр расширения:

 

2.4. Проверка расчета энергетических характеристик через параметр :

Рассчитаем теплоты взрывчатого превращения , соответствующую величине из пропорции:

Результат практически совпадает с величиной из п.2.3.6, что говорит о правильности расчетов.

 

 

16

2.5. Дополнительный расчет скорости детонации динитробензола и давления во фронте детонационной волны , при k =3.

 

2.6. Найдем массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения динитробензола по формуле:

Результаты запишем в табл. 1.

Таблица 1

Вещество H2O CO2 CO H2 N2 C (графит)
, % 15.8 13.8 24.6 0.6 10.7 28.6

 

2.7. Результаты расчетов энергетических характеристик динитробензола представлены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристика , ккал/кг , К

, кал/кг

, м3/кг

, м3/кг
Расчетное значение для ВВ 3188

Характеристика

, м/с

, ГПа

,

,
Расчетное значение для ВВ

7100

19.8

                   

Вывод:

Для сравнения трех взрывчатых веществ (тротил, гексоген, динитробензол) введем их параметры в табл. 3:

Таблица 3

Хар-ка   ВВ ккал/кг , К , кал/кг W1 м3/кг м/с , ГПа
Тротил 1032.82 3233 212.142 739.655 0.261 7200 20,7 56.8
Гексоген 1271.58 4056 326.588 907,2 0,234 8000 21,9 74,64
Динитробензол 3188 150.725 532.989 0.239 7100 19.8 32.974

 

 

17