Расчет теплоты взрыва но закону Гесса

Теплоты образования (при постоянном объеме) веществ приведены в табл. 5.

 

Таблица 5

Вещество	qv, ккал/кг (кДж/кг)	qv, ккал / моль (кДж/моль)
CO2	2136,36 (8951,35)	94 (393,86)
CO	953,57 (3995,5)	26,7 (111,873)
H2O (пар)	3194,44 (13384,7)	57,5 (240,925)
NH4NO3	1058 (4433)	84,64 (354,64)
C13H20	215 (900,85)	37,84 (158,55)

Определение теплоты образования смеси (компонент ВВ) по формуле (19):

 

.

 

Здесь q_i - теплота образования i -ой компоненты ВВ, ккал/кг (кДж/кг);

n_i - количество грамм-молей i -ой компоненты.

Результат расчета приведен в табл. 6.

 

Таблица 6

Компонента	qv, ккал/кг	Доля компонента в смеси	å qv, ккал
АC	1058	0,945	999,81
ДT	215,3	0,055	11,84
Итого		1,0	1011,65

 

(q _АС = 84,68 ккал / моль, q _ДТ = 37,9 ккал / моль).

В табл. 7 приведен расчет суммарной теплоты образования ПВ.

 

Таблица 7

Продукты взрыва	qv, ккал / моль	Число молей газов	å qv, ккал
CO2	94,4	3,89	367,28
CO	26,7	0,17	4,54
H2O	57,5	25,97	1493,28
H2	0	0,8	0
N2	0	11,82	0
О2	0	0,77	0
Итого		43,42	1865,1

        

Расчет теплоты взрывчатого превращения по закону Гесса () на основании уравнения взрывчатого превращения смеси АС-ДТ:

, ккал/кг,» 3576 кДж/кг.

Объем газообразных ПВ:

, л/кг.

Используя формулу Г.А. Авакяна (15) для условия А ³ 100%, получаем

Q _взр = 0,32 А ^0,24 (28,75 b +94 а) - Q _вв = 0,32×101,64^0,24 (28,75×53,53+94×4,06) - -1011,65 = 1920,63 - 1011,65 = 908,98 ккал/кг (» 3809 кДж/кг).

 

Пример 4.

Расчет теплоты взрыва и объема ПВ для реакции взрывчатого превращения смеси АС-ДТ по принципу Бринкли-Вильсона.

Реакция взрывчатого превращения имеет вид:

 

0,3125C₁₃H₂₀+11,8125NH₄NO₃ 4,06CO₂+26,765H₂O+0,2875О₂+11,75N₂.

 

В табл. 8. приведен расчет суммарной теплоты образования ПВ.

 

Таблица 8

Продукты взрыва	qv, ккал / моль	Ч исло молей ПВ	å qv, ккал
СО2	94,4	4,06	381,64
СО	26,7	0	0
H20	57,5	26,77	1538,99
C	0	0	0
N2	0	11,75	0
O2	0	0,29	0

Итого

42,86 1920,63

 

Откуда:

Теплота взрыва смеси АС-ДТ

, ккал/кг.

Объем газообразных продуктов взрыва

, л/кг.

Из приведенных расчетов видно, что разница расчетной теплоты взрыва, определенной по трем методам, не превышает 5¸10%.

 

Исходные данные для расчета

 

Варианты заданий для самостоятельной работы приведены в табл. 9.

Результаты расчета оформляются в виде таблицы (см. табл. 10).

 

Таблица 9

№ пп	Наименование	Химическая Формула ВВ		Молекулярная масса, М		Кислородный баланс, К б, %		Теплота образования при постоянном объеме
									ккал / моль		кДж/моль
	Нитрогликоль (этиленгликольдинитрат)	C2H4(ONO2)2		152		0		55,75		229,61
	Октоген	C4H8N8O8		296		-21,6		-17,0		-109,4
	Нитродигликоль (диэтиленгликольдинитрат)	C4H8О(ONO2)2		196		-40,8		99,3		415,7
	М-Динитробензол	C6H4(NO2)2		168		-95,24		5,7		23,9
	Гексоген	C3H6N6O6		222		-21,6		-22,3		-93,4
	Динитронафталин	C10H6(NO2)2		218		-139,4		-11,9		-49,8
	Тетрил (тринитрофенилметилнитрамин)	C6H2(NO2)4NCH3		287		-47,4		-13,3		-55,7
	Динитротолуол	С6H3(NO2)2CH3		182		-114,29		15,35		71,2
	Дина	C4H8N4O8		240		-26,67		67,7		283,5
	Гуанидинитрат	HNC(NH2)2HNO3		122		-26,2		87,0		364,3
	Тринитроанилин	C6H(NO2)4NH2		273		-32,2		-21,5		-90,0
	Тринитробензол	C6H3(NO2)3		213		-56,34		2,3		9,63
	Динитрофенол	C6H3(NO2)2OH		184		-78,26		53,3		223,2
	Тринитрофенол	C6H(NO2)3OH		228		-41,92		50,6		211,9
	Тринитрокрезол	С6H(NO2)3(OH) CH3		243		-62,55		55,1		230,7
	Стифниновая кислота (тринитрорезорцин)	С6H(NO2)3(OH)2		245		-35,92		99,2		415,3
	Тринитроанизол	С6H2(NO2)3OCH3		243		-62,55		32,1		134,4
	Тринитронафталин	C10H5(NO2)3		263		-100,4		11,8		49,4
	Пикрат аммония	С6H2(NO2)3ONH4		246		-52,03		87,3		365,5
	Пикриновая кислота	C6H2(NO2)3OH		229		-45,4		47,8		200,1
	Нитрат тринитрофенил-гликолевого эфира	С6H2(NO2)3OC2H4ONO2		318		-45,28		61,4		257,1
	Нитроцеллюлоза (пироксилин)	C24H29O9(ONO2)11		1143		-28,6		572		2391
	Тринитротриазидобензол	C6(NO2)3(N3)3		336		-28,57		-272		-1138,8
	Коллоидный хлопок	C22,5H28,8N8,7O36		998,2		-36,9		649,7		≈2700,5
	Нитрометан	CHNO2		61		-39,34		-27,03		-1132,0
	Маннитгеканитрат	C6H8(ONO2)6		452		+7,08		152,0		636,4

 

Таблица 10

№ варианта      Наименование и химическая формула ВВ (молекулярная масса) К_б, % A, %  Коэффициент реализации, К Тип ВВ (I, II, III)          Количество молей ПВ ,

л/кгТеплота взрыва Q взр, ккал / моль (кДж/моль) и ккал/кг (кДж/кг)

По Г.А. Авякану

По закону Гесса

По реакции по Г.А. Авакяну

По реакции по Бринкли-Вильсону

 

 

Литература

2. Физика взрыва. Изд. 2-е, перераб. /Под ред. К.П. Станюковича. - М.: Наука, 1975.

3. Дубнов Л.В., Бахаревич Н.Р., Романов А.И. Промышленные взрывчатые вещества. - М.: Недра, 1988.

4. Светлов Б.Я., Яременко Н.Е. Теория и свойства промышленных ВВ. - М.: Недра, 1972.

5. Поздняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. Изд. 2, перераб. и доп. - М.: Недра, 1977.

6. Авакян Г.А. Расчет энергетических и взрывчатых характеристик ВВ.

- М.: ВИА им. Дзержинского, 1964.

7. Авакян Г.А., Хмельницкий Л.И. Справочник по взрывчатым веществам. - М.: ВИА им. Дзержинского, 1960.

8. Горбонос М.Г. Руководство по практическим занятиям и выполнению самостоятельных работ по дисциплине «Разрушение горных пород взрывом». Ч. 1. Для студентов специальности 070600 «Физические процессы горного производства». - М.: МГГУ, 2003.

9. Горбонос М.Г. Промышленные взрывчатые материалы. Часть 1. Термодинамика взрывчатых веществ. - М.: МГГУ, 2003.