第二章熱起爆熱起爆炸藥的熱起爆是研究炸藥受熱作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并自動加速至爆炸或爆轟的現(xiàn)象，熱爆炸理論是炸藥起爆的最基本理論，其他各種形式的起爆都以此為基礎(chǔ)。熱起爆機(jī)理研究具有很大的實際意義，因為它不僅回答了起爆可靠性問題，也能解決生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存和使用的安全和安定性問題。參考：馮長根.熱爆炸理論.北京：科學(xué)出版社，1988含能材料（炸藥）工學(xué)——兵器科學(xué)——火工煙火技術(shù)爆炸理論及應(yīng)用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——拉普拉斯算子Kr——反映速率1/sQ——炸藥反應(yīng)熱J/g（1）爆炸條件>0只有>0才升溫，才可能導(dǎo)致爆炸。。（2）M=0平板M=1圓柱M=2球(3)n——反應(yīng)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(shè)：（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(yīng)進(jìn)行；（5）炸藥與環(huán)境熱傳導(dǎo)符合牛頓冷卻定律。=X(T-T0)1.圖解法q1231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T01T02T03圖12.解析法（求出臨界狀態(tài)參數(shù)，在判斷爆或不爆）對上式微分得（去掉了環(huán)境溫度）：解得兩式得（兩式相比）：（將第一式在臨界條件下炸藥溫度T按謝苗諾夫的三條假設(shè)，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爆炸；〈1不爆炸。值可用于預(yù)測臨界溫升（T-TRTE）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：V——cm3X——傳熱系數(shù)（J/℃·S·cm2）無量綱環(huán)境溫度（與前述百分?jǐn)?shù)不同）其中：（1-）=（）=（-）=故-E/RT=-E/RT+e=ee代入上式中，整理得：=VQZe(xs)令=VQZe/(xSRT) 謝苗諾夫數(shù)（音破塞）。則=e其中=RT/E活化能E>>RT（對炸藥），故=也可以做為判椐判斷。當(dāng)=1，=0.36788為判椐。當(dāng)爆炸，對應(yīng)爆炸。不爆，對應(yīng)不爆炸。二、DAFrank—Kamentzkill理論假設(shè)：1）或，其它假設(shè)與謝苗諾夫假設(shè)相同2）RT/E<<1（即）3）熱傳導(dǎo)遵循傅立葉定律（同謝氏假設(shè)相同）。引入無量綱參數(shù)：無量綱溫度（T-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2）1）、平板m=0解得：。2）、圓柱m=1。3）、球形m=2解得：圖3三P.H.Thomas普適性更大些解的結(jié)果與卡門涅基本類似解法：積分常數(shù)用邊界條件代求解.圖4謝苗諾夫卡門涅斯基托馬斯圖5圖6圖7熱阻力全在界面上熱阻力主要在炸藥內(nèi)部，邊炸藥邊界與環(huán)境溫度有界炸藥溫度與環(huán)境溫度同溫差炸藥內(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。第三節(jié)爆炸延滯期的計算爆炸延滯期（也叫感應(yīng)期，誘導(dǎo)期）。在一定條件下炸藥經(jīng)過多少時間發(fā)生爆炸（主要決定與環(huán)境溫度）。絕熱條件（炸藥與外界無熱交換）熱爆炸基本方程則簡化為（假定炸藥量沒有消耗）將上式無量綱化：臨界溫度Te與環(huán)境溫度T0近似，上式取對數(shù)：與實驗經(jīng)驗公式基本相同。2、非絕熱條件下延滯期近似解（熱交換要考慮）圖8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)與前判椐講的無量綱參數(shù)形式不同）代入基本熱爆炸方程中，得：Z=0，當(dāng)m=0（平板）化簡為：（對dz積分）炸藥無限遠(yuǎn)邊界炸藥中心令Y=（具體Y如何未給出，屬經(jīng)驗型公式）圖9圖10表面溫度變化時（升高），延滯期縮短。掌握絕熱條件推導(dǎo)，非絕熱條件下了解熱起爆特征即可。第四節(jié)熱起爆的影響因素本節(jié)熱起爆的影響因素是指外界條件方面。炸藥裝藥的臨界尺寸二、周圍介質(zhì)氣體壓力和殼的密封性有相變的炸藥不易起爆，原因：1）、2）、氣體生成物使AB+C向逆方向進(jìn)行，也使其熱爆炸反應(yīng)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(kuò)散，熱量損失增加，高壓不易擴(kuò)散，熱損失（熱傳導(dǎo)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(yīng)外移，延滯期縮短。四、雜質(zhì)起化學(xué)作用的雜質(zhì)：晶格變化易激發(fā)，爆發(fā)點降低，爆速增高；不起化學(xué)作用的雜質(zhì)：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(zhì)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。小結(jié)：熱爆炸基本方程1）傅立葉熱