A robbanáshő ( fajlagos energia [1] ) vagy a robbanásveszélyes átalakulás hője [2] - 1 mol vagy 1 kg robbanóanyag robbanásszerű átalakulása során felszabaduló hőmennyiség a robbanóanyag egyik lényeges jellemzője [3] ; ez az egyik termikus hatás a robbanóanyag-elméletben a robbanóanyagok képződéshőjével és égéshőjével együtt [ 4] .
A robbanás hője továbbá a detonációs hullám elején lezajló kémiai reakciók és a reakciók befejeződésekor a robbanástermékek adiabatikus tágulásával folytatódó reakciók általános hőhatása [3] .
Mértékegységek: kcal/kg [3] , kJ /kg [5] , kcal/mol [3] , J/mol [3] , J/kg [3] [6] .
A képletekben általában Q - val jelölve [6] , Q vzr [3] [7] .
A robbanás hőjét egy adott robbanóanyag képességének meghatározására használják [6] .
A robbanás hőjét a következők határozzák meg:
A robbanáshő empirikusan meghatározott mutatói jelenleg 0,1%-os pontosságot érnek el [8] . 0 °C és 18 °С hőmérséklet, 10 Pa nyomás [9] szabványos feltételek .
A robbanás hőjének elméleti számítása akkor lehetséges, ha pontos információ áll rendelkezésre a robbanástermékek összetételéről, amelyet viszont mind a töltet, mind a robbanóanyag tulajdonságai, valamint a körülmények határoznak meg. robbanás [3] [8] [10] . A számítási módszert olyan esetekben alkalmazzák, amikor lehetetlen kísérletet végezni, vagy elméleti adatokra van szükség egy még nem szintetizált robbanóanyaghoz vagy egy robbanórendszerhez [8] .
A különböző anyagok robbanási hőjének előforduló számértékeit mindegyiknél változatlannak tekintjük, ugyanakkor ezeket a mutatókat mind a töltés jellemzői, mind a hűtési feltételek befolyásolják, ami változáshoz vezet. a reakció termikus hatása [11] . Így a robbanáshő nem állandó érték, és bizonyos határokon belül változik, például a széles körben használt robbanóanyagok esetében - 1000-1500 kcal / kg [3] [12] .
A robbanáshő elméleti számítását a tőkés réce - Le Chatelier vagy Brinkley-Wilson robbanóanyag-bomlási egyenletek általános szabályai szerint végezzük , különösen kis negatív, nulla vagy pozitív oxigénmérleggel rendelkező robbanóanyagok esetében. Negatív oxigénegyensúlyú anyagoknál a Mallard-Le Chatelier egyenletek alkalmazása elfogadhatatlan, mivel az eredmény nem felel meg a kísérletileg kapott mutatóknak, ezért a Brinkley-Wilson egyenletet alkalmazzuk, ahol az eredmény jobban megfelel a kísérleti hőknek. , de még ebben az esetben is túlbecsülik a TNT eredményeit [13] .
Hess törvényeA robbanás hőjének kiszámításához általában a Hess-törvényt használják , amely a termodinamika első főtételén alapul , amely szerint a teljes hőhatást a rendszer kezdeti és végső állapota határozza meg [9] , azaz a robbanáselmélet kapcsán a robbanáshőnek a robbanástermékek képződéshőjének és a robbanóanyag képződési hőjének különbsége kell legyen [3] [7] :
ahol Q vzr a robbanáshő, Σ qpv a robbanástermékek képződési hője, q vv a robbanóanyag képződéshője [7] .
ahol Q vzr a robbanás hője, Q 2 a robbanástermék képződéshője, kcal/J; Q 1 a robbanóanyag vagy komponenseinek képződéshője, kcal/J [3] [9] .
A robbanás hőjének mutatója bizonyos határokon belül a töltésre helyezett héj vastagságától és anyagától függ, és a töltéssűrűség növekedésével a robbanáshő értékei lineárisan nőnek. törvény [13] .
A robbanás hője a következőkre oszlik:
A robbanóanyag nagy robbanásveszélyes hőjének megállapítására a gyakorlatban a következő módszereket alkalmazzák:
Negatív oxigénmérleggel rendelkező robbanóanyagok sűrű tölteteinek felrobbanása esetén , amelyeket egy masszív héjba helyeznek, további hő figyelhető meg a detonációs sebesség növekedése nélkül , így a TNT robbanásakor egy 4 mm vastag sárgaréz héjba préselik. , 25%-kal több energia szabadul fel (1080 cal/g), mint a tömegében és sűrűségében hasonló TNT-töltés robbanásakor egy 2 mm vastag, gyenge üveges héjban (840 cal/g). Ugyanez a hatás figyelhető meg pikrinsavban , tetrinben , hexogénben . Ugyanakkor a tömörítés és a héj miatti robbanáshő növekedése csak a negatív oxigénmérleggel rendelkező robbanóanyagoknál figyelhető meg, más kis, nulla vagy pozitív oxigénmérlegű kevert robbanóanyagoknál ( PETN , glicerin ) ez a hatás nem figyelték meg [3] [13] .
A robbanási hő további felszabadulása a generátorgáz lassú kémiai reakcióitól függhet , amelyek nem fokozzák a detonációs hullámot [3] [7] [13] .
A robbanási hőindex növekedését elősegíti a szabad és súlyozott töltésekre mért detonációs hullámimpulzus növekedése [13] .