Найдем массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения тротила по формуле

Например:

Результаты запишем в табл. 1.5.

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

 

23. Результаты расчетов энергетических характеристик тротила представлены в табл. 1.6.

Характеристика Qw; П, кДж/кг T1, K f, Дж/кг w1, м3/кг тв, м3/кг
Расчетное значение для тротила 4329,5 888·103 740·10-3 0,08·10-3 0,261

 

Характеристика D, м/с p1, ГПа cw, Дж/(моль·0С) c’w, Дж/(моль·0С)
Расчетное значение для тротила 20,7 331,9 238,0

 

Гексоген (CH2NNO2)3

Дано:

Mr=222; 0=1,82 г/см3 ; Qвв=-93,437 кДж/моль

Решение:

1. Запишем химическую формулу гексогена:

C3H6O6N6

2. Определим молекулярную массу ВВ ВВ и молярную массу M:

3. Рассчитаем кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того, выполняется неравенство cb/2+a (66), то данное ВВ относится ко 2-ой группе *.

4. Запишем реакцию взрывчатого превращения в первом приближении по уравнению (1,28):

5. Определим число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Твердых продуктов взрывчатого превращения не выделяется:

7. Найдем теплоту взрывчатого превращения Qw в первом приближении по формулам (1.36) и (1.36а), используя табл. 1.4:

8. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения по формуле (1.38), используя табл. 1.1:

9. Найдем константу равновесия k1, применяя линейное интерполирование табличной функции k1=f(T1) (табл. 1.3):

T1, K
k1 8,710 8,748 8,775

 

10. Рассчитаем состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении по формулам (1.33), (1.34), (1.31), считая, что количество элементарного углерода и азота в продуктах сохраняется. Зная, что в реакции водяного газа будет участвовать только часть атомов углерод, с учетом формулы (1.35а) запишем:

11. Проверим расчет 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.

12. Найдем теплоту взрывчатого превращения:

13. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения:

14. Уточняем константу равновесия k1:

T1, K
k1 8,775 8,880 8,974

 

15. Уточняем состав продуктов взрывчатого превращения:

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

16. Найдем теплоту взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины Qw 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.

Запишем реакцию взрывчатого превращения во втором приближении:

Теперь можно приступить к расчету энергетических характеристик ВВ, округлив полученные значения в соответствии с данными табл. 1.2.

17. Найдем значение теплоты взрывчатого превращения Qw (или потенциал ВВ П) для 1 кг ВВ:

18. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения по формуле (1.38):

19. Рассчитаем удельный объем газообразных продуктов w1, удельную газовую постоянную R, силу ВВ f, удельную теплоемкость cw и параметр расширения по формулам (1.18), (1.4), (1.13), (1.5), (1.22) и (1.16) соответственно:

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

20. Проверим расчет энергетических характеристик, рассчитаем с помощью формулы (1.17) через параметр расширения .

Сначала рассчитаем теплоту взрывчатого превращения Q’w, соответствующую величине c’w (газообразные продукты), из пропорции

Тогда

после чего получим

Как видим, результат практически совпадает с величиной из п. 19, что говорит о правильности расчетов.

21. Дополнительно рассчитаем скорость детонации гексогена и давление во фронте детонационной волны p1. При k=3 [3]