Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ДЕТОНАЦИЯ

ДЕТОНАЦИЯ (от ср.-век. лат. detonatio - взрыв, лат. detonо - гремлю), распространение со сверхзвуковой скоростью зоны быстрой экзотермич. хим. р-ции, следующей за фронтом ударной волны. Ударная волна инициирует р-цию, сжимая и нагревая детонирующее в-во (газообразную смесь горючего с окислителем), конденсированное ВВ. Фронт ударной волны и зона р-ции образуют в комплексе детонац. волну. Выделяющаяся при р-ции энергия поддерживает ударную волну, обеспечивая самораспространение процесса. Детонация - одна из осн. форм взрывного превращения. Она может распространяться в газах, твердых и жидких в-вах, в смесях твердых и жидких в-в друг с другом и с газами, в последнем случае газ и конденсир. в-во м. б. предварительно смешаны друг с другом (пены, аэрозоли, туманы). Возможна и т. наз. гетерог. детонация, при к-рой слой жидкости или порошка, способных реагировать с газом, находится на стенках заполненной этим газом трубы. Ударная волна срывает капли жидкости или частицы порошка со стенок, смешивает их с газом, образовавшаяся взвесь сгорает за фронтом волны в турбулентном режиме, а выделяющаяся при этом энергия поддерживает распространение процесса. Так, в шахтах ударная волна, возникшая при вспышке газа (метана), сметает кам.-уг. пыль со стен и кровли выработки и образует на своем пути воздушно-пылеугольную смесь, по к-рой может пойти фронт горения, поддерживающий ударную волну, - возникает детонация. Смеси горючего с окислителем могут детонировать только при таких концентрациях компонентов, к-рые обеспечивают выделение достаточно большого кол-ва энергии. Наим. содержание горючего, при к-ром возможна детонация, наз. ниж. пределом ее распространения, наибольшее - верхним. Пределы распространения детонации обычно уже, чем в случае горения. Скорость фронта D детонац. волны в газах, пылегазовых системах составляет обычно 1,5-3 км/с, в твердых в-вах - до 9 км/с. Скорость и потока продуктов р-ции за фронтом волны в 2-4 раза меньше, чем скорость фронта D. Давление в детонац. волне pg равно произведению скорости волны на скорость потока и на плотность r0 исходного в-ва: pg = r0uD. При детонации газов рg обычно составляет 2-3 МПа, в случае конденсир. в-в может достигать 20-40 ГПа; т-ра продуктов детонации составляет 2000-5000 К. Классич. теория детонации позволяет рассчитать скорость и др. параметры детонац. волны с использованием только термодинамич. характеристик исходного в-ва и продуктов р-ции, на основе законов сохранения массы, импульса и энергии. Устойчивая стационарная детонация, самопроизвольно распространяющаяся со скоростью, постоянной для данного в-ва, происходит при условии, если скорость детонац. волны относительно продуктов р-ции равна скорости звука с в них: D — и = с. Если с помощью мощной ударной волны возбудить в среде детонацию с большей скоростью, возникающая за ее фронтом (в продуктах р-ции) волна разрежения настигает фронт детонации, снижает давление и скорость детонации до тех пор, пока они не примут значений, соответствующих условию D - и = с. В действительности стационарная детонация в газах неустойчива. Фронт ударной волны не плоский и не гладкий, он изборожден мелкими поперечными волнами, процесс как бы пульсирует: р-ция за фронтом волны идет неравномерно, возникает в отдельных точках при столкновении поперечных волн друг с другом или со стенками трубы, в к-рую заключен реагирующий газ. Расстояние между центрами возникновения р-ции увеличивается, а число их во фронте волны уменьшается по мере уменьшения скорости и давления детонации. Вблизи пределов детонации (нижнего и верхнего) нередко остаются всего один-два центра. Они движутся вдоль стенок трубы по спирали, совершая неск. десятков тыс. оборотов в секунду. Это - т. наз. спиновая детонация в газах. В жидких и твердых в-вах детонация также может происходить неравномерно, в т. ч. и в режиме спиновой детонации. Скорость детонации в газах слабо зависит от плотности (давления) газа. При детонации в конденсир. в-вах зависимость скорости от плотности более сильная: D = а + br0, где эмпирич. постоянная а примерно равна скорости детонации данного в-ва в газообразном состоянии, постоянная b составляет от 2 до 5 (м/с)/(кг/м3). Скорость детонации зависит также от диаметра трубы, в к-рой находится детонирующее в-во. Наивысшая, т. наз. "идеальная" скорость детонации достигается при нек-ром достаточно большом (предельном) диаметре. Уменьшение диаметра приводит к возрастанию потерь энергии в окружающую среду и снижению скорости детонации; при нек-ром критич. диаметре детонация затухает. Величина критич. диаметра детонации тем меньше, чем больше скорость хим. р-ции. Инициирующие ВВ, характеризующиеся высокой скоростью р-ции, детонируют в зарядах диаметром порядка 0,01-0,1 мм. Для нек-рых грубодисперсных взрывчатых смесей критич. диаметр м. б. более 1 м. Прочная массивная оболочка препятствует потерям энергии из зоны р-ции, приводит к уменьшению критич. диаметра и к росту скорости детонации при диаметре трубы, большем критического. В-ва с малым критич. диаметром детонации используются для изготовления детонирующего шнура, капсюлей-детонаторов, промежуточных детонаторов. Их применяют также для сенсибилизации (повышения детонац. способности, уменьшения критич. диаметра) взрывчатых смесей, содержащих труднореагирующие компоненты. Детонация может возникать при горении. Переход горения в детонацию происходит в результате повышения давления при ускорении горения, турбулизации потока горящего в-ва. Детонация нек-рых газовых смесей и инициирующих ВВ возникает в результате воспламенения при обычных условиях (атм. давление, комнатная т-ра, небольшие кол-ва в-ва). Детонация бризантных ВВ обычно вызывают с помощью капсюля-детонатора, содержащего небольшое кол-во инициирующего ВВ. Склонность к переходу горения в детонацию - осн. показатель чувствительности (степени опасности) взрывчатой системы (см. Взрывоопасность). Детонация - осн. процесс при использовании ВВ в пром-сти и военном деле. Теория детонации в газах - основа научного подхода к вопросам взрывоопасности. С помощью детонации осуществляют взрывную штамповку, сварку, резку, плакирование, упрочнение металлов; детонацию используют при стр-ве плотин, каналов, дорог, геофиз. разведке и добыче полезных ископаемых. С помощью детонации получают синтетич. алмазы, нитрид бора и др. сверхтвердые материалы. В научных исследованиях детонация -один из способов получения сверхвысоких (десятки и сотни ГПа) давлений. Лит.. Зельдович Я. Б., Компанеец А. С., Теория детонации, М., 1955; Солоухин Р И., Ударные волны и детонация в газах, М., 1963; Детонационные волны в конденсированных средах, М., 1970; Физика взрыва, 2 изд., М., 1975; Нетлетон М., Детонация в газах, пер. с англ., М., 1989; Фиккет У., Введение в теорию детонации, пер. с англ., М., 1989 Б. Н. Кондриков.


===
Исп. литература для статьи «ДЕТОНАЦИЯ»: нет данных

Страница «ДЕТОНАЦИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн