Составим процентное содержание каждого вещества в смеси:

ТНТ – 70%, Парафин - 20%, Алюминий – 10%

Найдем молекулярное содержание этих компонентов

ТНТ=700/227=3,08 Парафин=200/338=0,59 Алюминий 100/30=3,33

Приближенная реакция взрывчатого превращения данной системы имеет вид

3,08(С7Н5О6N3)+0,59С24Н50+3,33Al

Найдем кислородный коэффициент смеси:

СaHbOcNd                 C35,72H44,9O18,48N9,24

Скорость звука в веществе парафин

   м/c

zi – количество связей            zCH=50      zCC=23

ni  - энергия связей                  nCH=95,7   nCC=4,25

М - молекулярная  масса

r - плотность

Скорость звука в смесевых системах может быть определена исходя из формулы (45)

СТНТ/Парафин=2160*2347,3 м/c

Рассчитываем скорость для всей смеси

 м/c

             r0,12=1,38 г/cм3

Объемную скорость для алюминия вычисляем по формуле (46)

СAl=5500 м/c

Найдем максимальную теплоту взрыва по формуле

Qmax=QNbmax-Qобр

 при А

Qmax=5317*0,7=3721,9 кДж/кг

Найдем скорость детонации по формуле (44)

          r=1,483 г/см3

=5794,4 м/с

Теперь рассчитаем скорость детонации  по формуле (36)

D=1,2*2160+2,55*1403,1=6169,9 м/с

Коэффициент реализации равен по формуле (38)

0,529

Массовая скорость ПД равен по формуле (37)

 м/с

Давление рассчитываем по формуле (39)

Показатель политропы процесса по формуле (40)

Вывод:

2.1.4. Ионизационный метод замера скорости детонации.

В детонационной волне продукты взрыва, находящиеся под большим давлением и высокой температурой, сильно ионизированы. Плотность электронов достигает 1017 —1020 на 1 см3, что выше, чем проводимость полупроводников. В исходном же состояния ВВ, как правило, хорошие изоляторы. Резкое . изменение электрического сопротивления в момент прохождения детонационной волны используют для определения скорости детонация. Для этого в исследуемом заряде ВВ, на точно известном расстоянии друг от друга, располагают два или более ионизационных датчика, на которые подают определенное электрическое напряжение.. В   момент прохождения детонационной волны сопротивление ионизационных датчиков резко изменяется, что вызывает   скачки напряжения в согласующей электрической схеме (.формирователе импульсов), которые подаются .на регистратор промежутков времени. В качестве такого регистратора могут, использоваться хронометр, осциллограф или частотомер, С их помощью измеряется промежуток времени между моментами замыкания датчиков. Данный метод является основным методом определения скорости детонации и регламентирован ГОСТ.

Значительная ионизация и обусловленное ею резкое изменение проводимости наблюдается не только в ПД, но и в некоторых инертных средах (в момент прохождения по ним фронта сильной ударной волны, поэтому описываемый метод может быть применен и для определения скоростей прохождения сильных ударных волн).

Одна из возможных электрических схем измерения показана на рис, 10.

Данная схема работает следующим образом. Ионизационные датчики соединены через конденсаторы малой емкости С1 и С2 согласующего устройства с входами формирующих устройств, выходы которых подключены к клеммам измерителя интервалов времени. Конденсаторы предварительно заряжаются до 100 В через ограничивающие сопротивления R1 и R2.

В момент замыкания первого датчика ионизированным фронтом детонационной волны конденсатор С1 начинает разряжаться через датчики 1,3 и входное сопротивление формирователя Ф1. Возникает кратковременный (из-за малой емкости конденсатора) импульс разрядного тока, который вызывает срабатывание формирователя импульсов Ф1. На выходе формирователя появится импульс напряжения с заданными параметрами (длительность, крутизна фронта нарастания), который запускает исполнительную схему измерителя интервалов времени. Когда детонация доходит до датчика 2, 3, аналогичный импульс от Ф2 останавливает измеритель интервалов времени. В качестве измерителя интервалов времени в настоящее время наиболее удобны в обращении частотомеры электронно-счетные ЧЗ-ЗО, ЧЗ-33, ЧЗ-34.

Рассмотрим принцип работы частотомера ЧЗ-34.Этот прибор измеряет интервалы времени. Между импульсами различной полярности от 0,1 до 100 с. Структурная схема частотомера ЧЗ-34 представлена на рис. 11. Содержит следующие блоки:

генератор меток времени; входные формирующие устройства; счетчик импульсов; блок индикации.

Схема работает следующим образом.  Генератор меток времени выдает импульсные сигналы с частотой 500 МГц, используемые  как метки времени заполнения. Входное формирующее устройство  Ф„ усиливает я обрабатывает входной сигнал со входа В и дает команду .на подачу сигналов с генератора меток времени — ГМВ на счетчик импульсов СИ. Генератор выдает 108 импульсов в секунду. Счетчик импульсов прекращает свою работу по сигналу формирователя остановки, который срабатывает при появлении сигнала на входе Г. Информация, накопленная в счетчике импульсов, обрабатывается, и на индикаторе блока индикации высвечивается результат измеренного интервала времени. Цена деления младшего разряда индикатора — 10 мс. Погрешность измерения интервалов времени не превышает.

где d0 — основная относительная погрешность частоты внутреннего кварцевого генератора; ТТАКТ — период частоты заполнения, 10-8 с; tИЗМ — измеряемый интервал времени, с.

Таким образом, при измерении скорости детонации зарядов на базе 10 мм ошибка измерения не превысит 1% (при скорости детонации около 8 км/.с).

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

3.1. Лабораторная установка включает в себя:

взрывную камеру с пультом подрыва;

частотомеры электронно-счетные ЧЗ-34 с согласующим устройством.

Помимо этого в работе задействованы компаратор типа 43А-2 или микрометр, весы лабораторные с разновесами. Для выполнения работы необходимы электродетонаторы по ГОСТ 9089-75, медная фольга по ГОСТ 5638-75 толщиной •не более 50 мкм пли провода ПЭЛШО либо ПЭЛ толщиной не более 0,15-мм.

3.2. Порядок выполнения работы

3.2.1. Подготовка зарядов.

Для определения скорости детонации собирают заряды из отдельных шашек исследуемого ВВ диаметром 5—50 мм и общей длиной 50—150 мм.  При этом отклонение плотности отдельных шашек в заряде   не должно превышать 0,01 г/см3. Шашки не должны иметь осыпаний, глубоких борозд, сколов, продольных трещин и т. д.

Если определяется скорость детонации жидких ВВ или малой плотности, то заряды готовятся следующим образом.

Заряды малой плотности (относительная плотность до 0,7) готовят равномерной набивкой испытуемого состава в оболочку (гильзы из патронной бумаги по ГОСТ 876-73 или полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354-82) с помощью пуансона, материал которого совместим с данным составом. При этом высота одной набивки не должна быть более половины диаметра заряда. Плотность заряда определяется с абсолютной погрешностью ±0,05 г/с.м3.

Жидкие составы заливаются в стеклянные оболочки, закрытые с одного конца пробкой или запаянные. В качестве оболочки применяют стекло для замера уровней   жидкости или трубы стеклянные для названных трубопроводов. Абсолютная погрешность определения плотности 0,01 г/см3.

3.2.2. Изготовление ионизационных датчиков. При определении скорости детонации в прессованных и литых образцах применяются датчики, состоящие из двух полосок медной фольги, толщиной не более 0,05 мм, к концу которых при-18

паяны отрезки провода ПЭЛ, толщиной не более 0,15 мм и длиной до 1 м или двух проводов ПЭЛШО той же длины (рис. 12, а и б).

а — фольговый ионизационный датчик; б — фольговый ионизационный датчик для замера скорости детонации в ВВ, содержащих металлические добавки; в, г — проволочный ионизационный датчик для замера

скорости детонации в порошкообразных и жидких ВВ. 1 — заряд испытуемого ВВ; 2 — фольга; 3 — выводы; 4 — прокладка из диэлектрического материала; 5 — провод марки ПЭЛШО или ПЭЛ

В случае определения скорости детонации в зарядах, содержащих металлические добавки, в качестве датчиков применяются медная фольга, переложенная конденсаторной бумагой или любым диэлектрическим материалом, толщиной не более 0,02 мм, либо два провода марки ПЭЛШО или ПЭЛ (рис. 12,6, б).

При определении скорости детонации в порошкообразных, пластичных .пастообразных, гранулированных и жидких составах применяются ионизационные датчики в виде двух проводов марки ПЭЛШО или ПЭЛ, скрученных между собой (рис. 12,г).

В опытах с зарядами ВВ малой плотности или сильноразбавленных инертными добавками ионизации продуктов детонации может не хватить для надежного срабатывания датчиков. В этом случае применяются выносные ионизационные датчики. Схема определения скорости детонации с выносными датчиками представлена на рис. 13.

Выносные датчики-пробочки от ЭД без мостиков накалывания помещаются в отверстиях деревянной подставки таким образом, чтобы оголенные концы были ниже   поверхности подставки на 1—15 мм, параллельно торцу заряда. Оставшийся объем отверстия засыпается порошкообразным высоко бризантным ВВ, например, ТЭНом. База между плоскостями проводников тщательно измеряется:

3.2.3. Сборка зарядов. Заряды из прессованных шашек готовятся следующим образом. Предварительно выбирается базовая шашка. Как правило, она имеет максимальную плотность в данной серии. Замеряется ее высота с помощью микрометра или оптического компаратора. На торцевых поверхностях шашки наклеиваются фольговые или   проволочные ионизационные датчики на минимальном расстоянии друг от друга при помощи клея, совместимого  с  испытуемым ВВ (Бф-2, БФ-4, 88Н). Для проволочного датчика на торцах делаются ножом из цветного металла риски-канавки глубиной, равной диаметру провода датчика. Затем по обе стороны базовой шатки приклеиваются инициирующая и замыкающая.

При определении скорости детонации в зарядах из порошкообразных, пластичных, пастообразных или гранулированных составов датчики, изготовленные из 2-х скрученных между собой проводов, вводят в заряд после его формирования или готовят испытание по схеме (см. рис. 13). Готовый заряд устанавливают на деревянную подставку и закрепляют при помощи пластилина, В случае определения массовой скорости ПД в испытуемом заряде, путем замера скорости движения свободной поверхности инертной пластины, к торцу замыкающей шашки приклеивается алюминиевый диск. При этом его толщина в сериях опытов может меняться с целью обнаружения излома на зависимости W(l) (см. рис. 3). Это позволяет рассчитать массовую скорость ПД в   плоскости Чемпена-Жуге.

3.2.4. Изготовление датчиков для измерения скорости движения свободной поверхности инертной пластины. Для определения скорости движения свободной поверхности изготавливаются специальные датчики замыкания. В   качестве 20 контактов, последовательно замыкающихся летящей пластиной, используют четыре стальных иголки, к концам которых припаиваются выводы из провода марки ПВ. Иглы закрепляются в деревянной планке попарно уступом. В каждой паре игл одна является заземляющей, другая электродом. Высота уступа между парами электродов замеряется при помощи оптического компаратора с точностью до 0,001 мм. Планка  с электродами прикрепляется к торцевой поверхности деревянной основы таким образом, чтобы электроды располагались примерно по оси заряда. Собранны» заряд с датчиками представлен на рис. 14.

3.2.5. Порядок проведения испытания.

1.   Внести готовый к испытанию заряд в камеру подрыва и установить его на столе подрыва.

2.   Подключить выводы датчиков к специальной колодке в следующей последовательности:

выводы 2-го ионизационного датчика (ближайшего к инициирующей шашки) к контактам «I—I»;

выводы 2-го ионизационного датчика к контактам «2—2»;

выводы от 1-ой пары электродов замыкающего датчика ('ближайшие к свободной поверхности инертной пластины к контактам «З—З»;

выводы 2-ой пары электродов замыкающего  датчика к контактам «4—4»;

3.   Расправить провода, идущие от   датчиков таким образом, чтобы их не могли перебить осколки от оболочки капсюля-детонатора, т. е. расположить их в сторону, противоположную от КД.

4.   Получить у преподавателя или лаборанта электродетонатор.

5.   Подсоединить выводы ЭД к клеммам линии подрыва. ЭД в этот момент должен находиться за стальной преградой.

6.   Убедиться в правильности подключения всех проводов, отсутствии замыкания датчиков на металл взрывной камеры.

7.   Уложить клеммную колодку в специальное гнездо подрывной камеры. Закрыть его резиновой прокладкой и стальной крышкой.

8.   Удалить всех присутствующих и вставить ЭД в гнездо под капсюль-детонатор инициирующей шашки заряда.

9.   Закрыть на запор и затянуть вертлюг 1-ой двери взрывной камеры.

10. Закрыть основную дверь и затянуть все вертлюги накидных болтов. Убедиться, что блок-контакт, расположенный над дверью, сработал.

11. Разомкнуть закороченную цепь подрыва путем опускания вниз до упора ручки рубильника.

12. Удалить всех из здания. Закрыть двери на засов.

13. Подготовить измерительную схему к работе. Для этого нажать последовательно на кнопку «ПУСК» частотомера 43-34 и кнопку «ОБРОС» на приборной стойке.

14. Вставить ключ в подрывной пульт и повернуть его, вставить вилку-перемычку в разблокированные гнезда.

15. Включить тумблер «СЕТЬ». Должны загореться лампы «СЕТЬ» и «КЛЮЧ».

16. Включить переключатель «ЛИНИЯ П».

17. Нажать кнопку «ПИТАНИЕ». Ждать пока не загорится лампа «ЛИНИЯ П». Пульт готов к подрыву.

18. Нажать кнопку (красную) «ВЗР.», после чего, произойдет подрыв.

19. Поставить все тумблеры пульта в положение «ВЫКЛ».

20. Вынуть вилку-перемычку, повернуть ключ и вынуть его из гнезда. Зависать показания частотомера.

21. Включить кнопку пускателей, управляющих двигателями заглушки и вентиляции после 10—15 мин. работы вентиляции.

22. Выключить вентиляцию и включить двигатель заглушки на ее закрытие.

23. Замкнуть подрывную линию, подняв рубильник вверх до упора.

24. Открыть двери подрывной каморы.

25. Убедиться, что камера полностью провентилирована. 22

26. Убрать мусор, остатки проводов.

27. Приступить к расчетам. Сравнить результаты экспериментальных исследований с расчетными.

28. Представьте преподавателю черновые записи по результатам выполнения работы.

29. Приступить к оформлению отчета по лабораторной работе.

Страницы: 1, 2