вариант 29
.docx
Балтийский государственный технический
университет «ВОЕНМЕХ»
им. Д.Ф. Устинова
Расчет энергетических характеристик
взрывчатого вещества
Группа Е-591
Выполнил: Пархоменко А.
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 QВВ = 42,319 кДж/моль (при W = const); плотность ρ = 1600 кг/м3.
Решение:
-
Химическая формула:
С7Н5O6N3
-
Молекулярная масса ВВ μВВ и молярная масса M:
-
Кислородный коэффициент:
Поскольку, кроме того выполняется неравенство (6<9,5), то данное ВВ относится к 3-й группе.
-
Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:
-
Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:
-
Удельный объем твердых продуктов взрывчатого превращения (плотность графита ρтв = 2,267 · 103 кг/м3):
-
Теплота взрывчатого превращения:
-
Температура взрывчатого превращения:
-
Константа равновесия:
Таблица 1
T, К |
3100 |
3161 |
3200 |
|
7,753 |
7,853 |
7,917 |
-
Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении:
-
Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам nгаз 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.
-
Теплота взрывчатого превращения:
-
Температура взрывчатого превращения:
-
Константа равновесия:
Таблица 2
T, K |
3200 |
3233 |
3300 |
|
7,917 |
7,967 |
8,068 |
-
Состав продуктов взрывчатого превращения:
Проверка величин k1 иnгаз по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:
-
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:
-
Значение теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:
-
Температура взрывчатого превращения:
-
объем газообразных продуктов:
-
удельная газовая постоянная:
-
сила тротила:
-
средняя удельная теплоемкость ПВП:
-
средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:
-
параметр расширения:
-
Проверка расчета энергетических характеристик:
Теплота взрывчатого превращения:
Тогда
Параметр расширения:
-
Скорость детонации тротила при k = 3:
Давление на фронте детонационной волны при k = 3:
-
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 |
-
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, теплота образования QВВ = -93,437 кДж/моль (при W = const); плотность ρ = 1820 кг/м3.
Решение:
-
Химическая формула: С3Н6O6N6
-
Молекулярная масса ВВ μВВ и молярная масса M: M=
-
Кислородный коэффициент:
Поскольку, кроме того выполняется неравенство (6<7,5), то данное ВВ относится к 3-й группе.
-
Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:
2O+3CO+3N2
-
Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:
-
Удельный объем твердых продуктов взрывчатого превращения (плотность графита ρтв = 2,267 · 103 кг/м3):
-
Теплота взрывчатого превращения:
-
Температура взрывчатого превращения:
4
-
Константа равновесия:
-
Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении:
3- 0 = 3
А=
Искомые числа молей соответствующих веществ, входящих в состав продуктов взрывчатого превращения:
-
Проверка расчета состава продуктов взрывчатого превращения по величинам nгаз и k1.
=2.189 + 2.189 + 0.811 + 0.811 + 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.
-
Теплота взрывчатого превращения:
-
Температура взрывчатого превращения:
Имперические коэффициенты теплоемкости:
-
Константа равновесия:
-
Состав продуктов взрывчатого превращения:
Искомые числа молей соответствующих веществ, входящих в состав продуктов взрывчатого превращения:
Проверка величин k1 иnгаз по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:
-
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:
-
Значение теплоты взрывчатого превращения для 1 кг ВВ:
-
Температура взрывчатого превращения:
-
Расчет:
-
объем газообразных продуктов:
-
удельная газовая постоянная:
-
сила гексогена:
-
средняя удельная теплоемкость ПВП:
-
средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов:
-
параметр расширения:
-
Проверка расчета энергетических характеристик:
Теплота взрывчатого превращения:
Тогда
Параметр расширения:
Результат практически совпадает с величиной из п.19, расчеты выполнены правильно.
-
Скорость детонации гексогена при k = 3:
К- показатель адиабаты для детонационной волны.
Давление на фронте детонационной волны при k = 3:
-
Массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения гексогена:
Результаты запишем в таблицу 2.1
таблица 2.1
Вещество |
H2O |
CO2 |
CO |
H2 |
N2 |
C |
% |
17.752 |
16.065 |
27.615 |
0.73 |
37.838 |
0 |
-
Результаты расчетов энергетических характеристик гексогена представлены в таблице 2.2
таблица 2.2
Характеристика |
Расчетное значение |
Характеристика |
Расчетное значение |
; П, кДж/кг |
, м/с |
||
, К |
, Гпа |
||
, Дж/кг |
,
|
||
, |
,
|
||
, |
|
Требуется: определить состав продуктов взрывчатого превращения и энергетические характеристики бризантного ВВ.
Дано: бризантное ВВ –гуанидиннитрат CH6O3N4,теплота образования QВВ = 364.53 кДж/моль (при W = const); плотность ρ = 1540 кг/м3.
Решение:
-
Химическая формула:
СН6O3N4
-
Молекулярная масса ВВ μВВ и молярная масса M:
-
Кислородный коэффициент:
Поскольку, кроме того выполняется неравенство (3<4), то данное ВВ относится к 3-й группе.
-
Реакция взрывчатого превращения в первом приближении:
-
Число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:
-
Теплота взрывчатого превращения:
-
Температура взрывчатого превращения:
];
-
Константа равновесия:
Таблица 1
T, K |
2200 |
2285 |
2300 |
|
5.520 |
5.802 |
5.852 |
-
Состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении: