Продукты взрыва (в зависимости от кислородного баланса)

Продукты взрыва являются непосредственными передатчиками энергии взрыва и исполнителями внешней работы. Состав продуктов взрыва определяется реакцией взрывчатого превращения ВВ. Реакция взрывчатого превращения, выражающая распад молекул ВВ и образование продуктов взрыва, может быть представлена в общем виде ВВ ® ПВ + Q,.

где Q — тепловой эффект взрывчатого превращения. Это уравнение дает состав продуктов взрыва и тепловой эффект взрыва. Путем расчетов можно вычислить и другие характеристики взрыва: температуру и давление взрыва, скорость, импульс взрыва. Уравнение взрывчатого превращения дает возможность, не производя опыта, оценить ожидаемое разрушительное действие ВВ. Для написания уравнения необходимо знать части уравнения: левую (формула исходного ВВ) и правую (формулы конечных продуктов взрывчатого превращения), а также тепловой эффект реакции взрывчатого превращения.

Элементарный состав молекул ВВ в значительной степени определяет и состав продуктов взрыва. Но на состав продуктов взрыва влияют такие факторы, как способ возбуждения реакции, температура и давление, при которых она протекает, взаимодействие промежуточных продуктов распада, плотность заряда ВВ, материал оболочки заряда и т. д.

Вывести уравнения взрывчатых превращений весьма сложно. Так, направление и характер химических реакций, составляющих взрывчатое превращение в целом, не поддаются точному экспериментальному и теоретическому исследованию. Имеющиеся способы расчетов, а также опытное определение состава продуктов взрыва дают более или менее приближенное представление о действительном уравнении взрыва.

Уравнения выводятся на основе ряда допущений, в зависимости от элементарного состава молекул ВВ и, главным образом, содержания кислорода в молекулах ВВ.

Бризантные ВВ (индивидуальные) всегда состоят из четырех элементов: углерода ©, водорода (H), кислорода (O) и азота (N). Лишь некоторые (преимущественно инициирующие) имеют иной состав, например гремучая ртуть Hg (ONC)2, азид свинца Pb (N3)2 и др. В основе химических превращений ВВ лежат окислительно-восстановительные реакции за счет собственного кислорода ВВ. Итак, количество кислорода в основном определяет характер взрывчатого превращения, т. е. состав продуктов взрыва.

В зависимости от кислородного баланса все ВВ можно разделить на три группы.

К первой относятся ВВ с положительным или нулевым кислородным балансом, т. е. ВВ с количеством кислорода, избыточным или достаточным для полного окисления горючих элементов. Это нитроглицерин, аммонийно-селитренные ВВ. Ко второй группе относятся ВВ с отрицательным кислородным балансом, т. е. с кислородом, недостаточным до полного окисления, но достаточным для превращения всего углерода в газы. Это гексоген, ТЭН, пироксилин. И к третьей группе относятся ВВ с существенно отрицательным кислородным балансом, когда недостаточно кислорода для окисления всего углерода в угарный газ (CO) и в продуктах детонации есть свободный углерод. Это тротил, тетрил.

Таким образом, обеспеченность состава ВВ кислородом можно характеризовать кислородным балансом (КБ) или кислородным коэффициентом ak, которые в относительных величинах выражают избыток или недостаток кислорода для полного окисления горючих элементов до их высших окислов.