Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Сентябрь » 25 » Оксиликвиты
22:05
Оксиликвиты

В ходе развития промышленности и народного хозяйства в течение 20-го века, потребность в промышленных БВВ постепенно повышалась. Апогей роста пришелся на начало века и первые два десятилетия. В те времена во всем мире велись многочисленные стройки и разработки месторождений полезных ископаемых. А количество и мощность тяжелой техники оставляли желать много лучшего. Поэтому, промышленные БВВ составляли основу инструментария для воздействия на угольные пласты, гранитные и базальтовые монолиты, подземные каменные преграды и во многих других случаях.

Именно на этот период приходится активная разработка и внедрение многих промышленных БВВ. Особое внимание стали уделять безопасности, экономической целесообразности и удобству в применении материалов. Среди "питомцев" той эпохи особое внимание заслуживает такая группа промышленных БВВ, как оксиликвиты. Их название складывается из двух слов оксиджен, т.е. кислород, и ликвидус, то есть жидкий. Действительно, основа этих материалов – жидкий кислород. Как нам известно, кислород способен сжижаться при давлении около 50 атм. при температуре около -118оС. Получение кислорода основано на ректификации предварительно сжиженного воздуха.

Хранят и перевозят кислород в стальных цельнотянутых баллонах примерно по 40-50 литров, или в сосудах Дьюара. Баллоны окрашены в голубой цвет и имеют толщину стенки около 5-7 мм.

В ходе уточнения, выяснилось, что кислород сохраняет жидкое агрегатное состояние только при температурах ниже -118*С. Поэтому использование кислорода из классических синих баллонов возможно лишь для небольших зарядов оксиликвита массой до 2-4 кг. По шлангу в шурф подается сжатый кислород, что обуславливает быстрое испарение кислорода из шурфа, и ограничивает кислородный баланс в отрицательную сторону.

Оксиликвиты получают непосредственно на месте взрывных работ, путем пропитывания пористого горючего материала. Классическая методика предусматривает приготовления шурфа, то есть глубокой (обычно, цилиндрической) ямы. Заполнение шурфа горючим, при этом не стремятся слишком уплотнять материал. В центр шурфа, ближе к дну, подводят обычный толстостенный резиновый шланг, какие используются при сварочных работах. После закладывают запал, функцию которого раньше могла выполнять небольшая навеска дымного пороха, а сейчас это обычно 75-200 гр. толовая шашка.

Последним этапом подготовки служит закрытие шурфа земляной (обычно, дерновой) пробкой, или мешком с землей. Затем производят заполнение шурфа кислородом и подают разряд на электродетонатор. Использование огнепроводного шнура в случае использования оксиликвита весьма не желательно.

При воспламенении (или детонации, для оксиликвитов разница не велика) происходит быстрое сгорание топливного компонента в жидком кислороде. Для наглядности, можете взмахнуть тлеющим сухим прутиком в воздухе. Во время быстрого движения, древесина ярко разгорается, это происходит из-за быстрого притока свежего воздуха в зону горения. Если подуть на тлеющую горку мелкой пыли древесного угля, то получите фонтан искр. В случае оксиликвита происходит аналогичный процесс. Но, так как кислород чистый 95-98% (в воздухе кислорода около 17% по массе) и жидкий (плотность упаковки "молекул” на два-три порядка выше, чем в газообразном), то эффект намного выше, чем при обычном раздувании костра. Конечно, детонации (тем более, полной), как для ТНТ или гексогена, здесь не получить, но, фугасность не ниже, чем для ТНТ, а энергетика на уровне мощнейших индивидуальных БВВ.

При добавлении в топливо пудры алюминия и/или других металлов, расчетная теплота взрывного превращения на уровне 5-7 МДж на килограмм (теоретическая и того выше, но достичь ее очень затруднительно). В качестве топлива чаще всего используют то, что есть под рукой, как правило это: опилки, сенная труха, фрезерный торф, старые х/б тряпки, солома, мелкая угольная крошка (в том числе, древесного угля) и пр. Следует помнить, что оксиликвиты, это БВВ "эконом класса”, поэтому, ключевой момент здесь себестоимость компонентов. Ведь, кислород в баллонах можно найти на любой стройки (он широко используется для сварки и резки металлов), а за топливом дело не станется. Наилучшие результаты достигаются при использовании в качестве топлива крошки (0,5-3,0 мм) древесного угля с добавлением пудры алюминия (около 10-18% от массы угля). Средняя себестоимость жидкого кислорода в 50-80 раз ниже стоимости килограмма аммонита.

Древесный уголь прекрасно адсорбирует жидкий кислород, не склонен к самовоспламенению, как каменный или бурый уголь, имеет низкую плотность заряжания, прекрасно и равномерно пропитывается кислородом. Да и теплота сгорания на высоком уровне. А высокая удельная площадь поверхности способствует быстрому горению. Много металлической пудры добавлять не имеет смысла, так как, она снижает впитывающую способность и не полностью сгорает.

Экспериментальное определение точных значений теплоты взрывного разложения и фугасности (тем более, бризантности) затруднительно по тем же самым причинам. Неполное сгорание и сложность соблюдения стехиометрического соотношения компонентов являются основными сложностями применения оксиликвитов.

Основной "тактической нишей” оксиликвитов стали взрывные работы в грунте и относительно мягкой горной породе при вскрытии угольных и металлургических месторождений, а так же, крупные земляные работы (например, при строительстве дорог).

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 1871 | Добавил: Chemadm | Теги: ТОС, взрывные работы, промышленные ВВ | Рейтинг: 4.6/28
Всего комментариев: 10
0
5  
Ошибки нет? Сжатый кислород в баллоне не есть жидкий, при температуре Н.У не ожижается. Жидким становится только при глубоком охлаждении. Хранят в дьюаре, не в баллоне.

0
6  
Обычно, в учебниках пишут, что кислород сжижается при давлении выше 170-180 атм. при 25*С, или при температуре -185*С при давлении в 1 атм. Сосуд Дьюара принципиально отличается от баллона только наличием рубашки охлаждения с жидким азотом. Сложно сказать, в жидком или просто в сжатом состоянии находится кислород в классических синих баллонах, которые используют сварщики. Скорее всего, на заводе кислород сжижают и разливают в баллоны с расчетом, что он будет находиться под давлением в 160-180 атм., при этом сверху небольшой объем занят сжатым газообразным кислородом, а ниже налит жидкий. По мере расхода, объем, занятый жидким кислородом, снижается. Ближе к концу в баллоне только сжатый газообразный кислород. Стоит отметить, что при сжижении молекулы кислорода (как и азота, или диоксида углерода) испытывают силы межмолекулярного притяжения, которые частично компенсируют броуновское движение (в сжатых газах). Некоторое удаление молекул, при снижении давления, приводит к нивелированию сил межмолекулярного притяжения, что сопровождается переходом в состояние сжатого газа.

1
7  
Вас обманули . критические температура и давление для кислорода
"    Для кислорода критическая температура равна — 118,8°С. и критическое давление 49,7 ат. [c.149]"
Отсюда
http://chem21.info/info/1177517/
Т.е. кислород не ожижается при температуре выше -118С при любом давлении и ожижается при этой температуре при указанном давлении.
Получают отгонкой из сжиженого воздуха. Жидкий азот - в качестве попутного продукта.
Относительно дьюара. Это грубо говоря термос. Две оболочки разделенные слоем вакуума в классике и в криогенной технике в частности.Также со слоем любого хорошего теплоизолятора, естественно на некоторое время поскольку основное свойство дьюара - крайне малая теплопроводность. Хранится сей девайс всегда открытым ибо иначе порвет испаряющимся газом.
Жидкий азот применяется не для охлаждения, а для экранирования внутреннего объема от теплового излучения снаружи. Дьюар со слоем жидкого азота применяют почти исключительно для хранения жидкого гелия и представляет собой два дьюара один в другом. В наружном налит жидкий азот, во внутреннем - гелий.
По температурам. Т кипения кислорода близка к Т кипения азота, цена - близка посему изоляция азотом не применима, гораздо разумнее увеличить объем дьюара дабы уменьшить относительные потери.
В авиации в кислородных системах жидкий кислород применяют в классических дьюарах, без повышенного давления.

0
9  
По соседству с нашим предприятием работал цех, всего человек 6 персонала. Там получали разгонкой воздуха кислород для сварки и резки металлов. Температура кипения азота -196*С, температура кипения кислорода -183*С, то есть, воздух сжимают компрессором до сжижения, затем ректифицируют, испаряя азот. Остается жидкий кислород. Всегда думал, что после этого кислород и разливают в баллоны. Но, вероятно, его испаряют в рубашке охлаждения накопительного резервуара после компрессора, для создания низкой температуры при сжижении воздуха. Значит, оксиликвиты получают только при доставке кислорода на место в сосудах Дьюара.

0
10  
Насчет авиации могу усомниться. Кислород в системах жизнеобеспечения пилотов хранится дни, а иногда и больше. В полете (например, истребителей) наблюдаются сильные динамические перегрузки, что может привести к проливу кислорода, да и встряхивания способствуют интенсификации испарения. Думаю, в авиации кислород, все-таки, сжатый газообразный. Другое дело, ракетная техника.

1
8  
Относительно размеров дьюаров - любые, от стакана до цистерны. Есть вариант как под автомобильное шасси, так и под жд цистерну. Также морские дьюары немеряных размеров и естественно стационарные.

1
3  
Почему так мало, всего 5-7 МДж на килограмм, ведь стехиометрическая смесь кислорода с алюминием должна иметь практически максимальную теплотворную способноость среди всех ВВ?

0
4  
Добиться точной стехиометрии для оксиликвитов практически невозможно. Смачиваемость алюминия жидким кислородом низкая, поэтому равномерное смешение затруднительно. Кроме того, по технологическим и экономическим соображениям никогда не используют в качестве топлива только алюминий, его максимум 10-20% по массе от всего топлива. Остальные компоненты отличаются низкой энергетикой (древесина, торф, солома, целлюлоза и др.). Высокое содержание алюминия приводит к его неполному сгоранию (как и для динаммонов).

0
2  
Испарение кислорода из заряда (например, при отказе линии доставки пламени) делает его безвредным. В зависимости от размеров заряда, плотности закупорки и типа топлива, этот процесс может занять от одной минуты до получаса. Также, на скорость испарения влияет температура, при -40*С испарение занимает в два-три раза больше времени, чем при +30*С. Значительное испарение кислорода (до 5-15%) наблюдается уже через полминуты. Поэтому, заполнение кислородом проводят последней операцией перед подрывом. Полное обезвреживание заряда в случае отказа от подрыва принимается в 2-3 часa.

1
1  
за какой промежуток времени испаряется кислород из заряда?

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]