第一章熱爆炸理論與爆轟點火2.熱起爆的基本方程及判據(jù)炸藥中熱平衡問題炸藥本身放熱、向環(huán)境散熱、本身升溫需熱其中：——

c

——J/℃g

▽

2T——拉普拉斯算子

Kr——反應速率，1/s

Q——炸藥反應熱，J/g

（1）爆炸條件>0

只有>0才升溫，才可能導致爆炸

（2）

m=0平板,

m=1圓柱,

m=2球.

(3)

n——反應級數(shù)；

Z——頻率因子；（1/s）E——活化能（J/mol）R——氣體常數(shù)（J/mol）T——℃

要解決兩個問題：（1）如何解該方程？（2）判據(jù)？解方程途徑一N.Semnoff模型

假設（1）炸藥均溫，即（2）周圍環(huán)境溫度不變（3）發(fā)生爆炸時，炸藥溫度與環(huán)境溫度相近（4）炸藥按零級反應進行（5）炸藥與環(huán)境熱傳導符合牛頓冷卻定律

q2=X(T-T0)1.圖解法

2.解析法（求出臨界狀態(tài)參數(shù)，在判斷爆或不爆）

解得兩式得（兩式相比）：

1線：放熱<散熱，不爆

2線：臨界（炸藥溫度近似為環(huán)境溫度)

3線：放熱>散熱，爆炸

上式微分得（去掉環(huán)境溫度）：

（將第一式在臨界條件下炸藥溫度T按謝苗諾夫三條假設用環(huán)境溫度T代，因而近似等于1）令：（無量綱對比溫度）

E——J/molR——J/mol·℃T——℃=1

臨界

1

爆

〈1不爆炸

值可用與預測臨界溫升

（T-T0E）

謝苗諾夫數(shù)

：

——單位體積放熱——通過單位面積的熱量

由上式看出加cm2兩邊量綱才相等。

∴寫成：

X——傳熱系數(shù)（J/℃·S）V——

無量綱環(huán)境溫度（與前述百分數(shù)

不同）

其中

+1-

(）=＝﹙﹚＝

e

﹣故

-E/RT=-E/RT

e

=

e

代入上式中整理得

/(xSR

T2

)

=VQZe

令ψ=ρVQZe

(xs)

ψ為謝苗諾夫數(shù)（音破塞）則ψ=

e

其中

=RT/E

活化能E

>>RT

（對炸藥），

故ψ

=

也可以作為判椐判斷=1，ψ=0.36788為判椐

爆炸，對應ψ

爆炸

不爆,對應ψ

不爆炸

3）熱傳導遵循傅立葉定律（同謝氏假設相同）

二、DAFrank——Kamentzkill

理論假設：

1）

或

，其它假設與謝苗諾夫假設相同2）

R/E<<1

（即）

引入無量綱參數(shù)：

無量綱溫度

（T-）

=無量綱時間

無量綱距離

e=ee

將上各參數(shù)代入熱爆炸基本方程中，化簡為：其中，

稱Kamentkill爆炸臨界判據(jù)。圖21）平板m=0

解得：

2）圓柱m=1

3）球形m=2,解得：

三P.H.Thomas

普適性更大些解的結果與卡門涅基本類似解法：積分常數(shù)用邊界條件代求解

謝苗諾夫卡門涅斯基托馬斯熱阻力全在界面上熱阻力主要在炸藥內(nèi)部，邊界炸藥溫度與環(huán)境溫度同

炸藥邊界與環(huán)境溫

度有溫差炸藥內(nèi)部

溫度也有梯度

掌握：T

、Z、Q、、a給出后，如何判斷熱爆炸是否能發(fā)生。

則簡化為（假定爆藥量沒有

第三節(jié)爆炸延滯期的計算（也叫感應期，誘導期）在一定條件下經(jīng)過多少時間發(fā)生爆炸（主要決定與環(huán)境溫度）1．絕熱條件（炸藥與外界無熱交換）熱爆炸基本方程

消耗）將上式無量綱化：

臨界溫度T與環(huán)境溫度T近似，

上式取對數(shù)：

與實驗經(jīng)驗公式

基本相等

2·非絕熱條件下延滯期近似解（熱交換要考慮）

引入無量綱參數(shù)簡化方程求解：無量綱溫度：無量綱距離：

無量綱時間：

（注：上面無量綱參數(shù)與前判據(jù)講的無量綱參數(shù)形式不同）代入基本熱爆炸方程中，得：

Z=0，

當m=0（平板）化簡為：（對dz積分）炸藥無限遠邊界炸藥中心

令Y=

（具體Y如何求解未給出，屬經(jīng)驗型公式。）表面溫度變化時（升高）延滯期縮短。掌握絕熱條件推導，非絕熱條件下了解熱起爆特征即可。第四節(jié)熱起爆的影響因素（指外界條件方面）一、炸藥裝藥的臨界尺寸

二周圍介質氣體壓力和殼的密封性有相變的炸藥不易起爆，原因：

2）氣體生成物使AB+C向逆方向進行，也使其熱爆炸

反應變慢，即使爆發(fā)點升高（多數(shù)炸藥），但也有例外三硝基間苯酚酸鉛，低壓氣體易擴散，熱量損失增加，高壓不易擴散，熱損失（熱傳導不易發(fā)生）小，使爆發(fā)點降低。

三、環(huán)境溫度的影響

環(huán)境溫度越高，炸藥層反應外移，延滯期縮短。

四、雜質

1起化學作用的雜質：晶格變化易激發(fā)，爆發(fā)點降低，爆速增高；2不起化學作用的雜質：吸熱，熱感度降低（有相變更顯著）

例：摔炮制造，引入氨，制后氨揮發(fā)，感度提高，使用效果好。（炸藥本身性質影響可從各參數(shù)公式分析中討論）。

另外，組成炸藥成分狀態(tài)等

熱爆炸基本方程

1）傅立葉熱傳導散失，未考慮熱輻射及對流

2）爆炸放熱謝苗諾夫卡門托馬斯三個假設模型求界面炸藥內(nèi)部兩者合一（溫度降發(fā)生地點）

小結：延滯期：

熱爆炸影響因素只討論外界影響