Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Сентябрь » 18 » Тротиловый эквивалент
16:54
Тротиловый эквивалент

тнт эквивалент

Ранее мы достаточно подробно рассмотрели основные свойства энергонасыщенных соединений, но, в этом перечне не было столь знакомого простым гражданам термина "тротиловый эквивалент”. Стоит внести ясность в этот вопрос, дабы потом не возвращаться к нему.

Для приблизительной оценки всех взрывчатых свойств конкретного БВВ часто используют меру тротилового эквивалента, то есть, работоспособность продуктов взрывного разложения 1 кг данного состава. При этом, за тротиловый эквивалент принято действие продуктов взрыва 1 кг. условного БВВ при его полной детонации и энергетике взрывного разложения около 1000 ккал на килограмм. Как мы все знаем, теплота взрывного разложения тротила составляет 1010 ккал на килограмм, так что, свое название данная мера мощности получила благодаря близости цифр (1000 приняли для четности и облегчения запоминания) и, в большей степени, благодаря распространенности ТНТ в качестве БВВ широкого спектра применения.

Как же оценивают тротиловый эквивалент. Для грунта средней плотности все просто: объем воронки от 1 кг. ТНТ равен 50-60 литров. То есть, если на ровной лесной полянке со слабым дерном произвести взрыв бруска в 1 кг. ТНТ, то получится воронка немного меньше полутора метров в диаметре и около 30 см в глубину. При этом происходит, большей частью, фугасное действие (раздув), чем бризантное действие (удар) продуктов взрыва на грунт, хотя заряд находится на поверхности, но, все-таки грунт – сравнительно мягкая преграда. При этом, не стоит забывать, что ТЭ является универсальным показателем, обобщающим бризантность, фугасность и энергетику взрывного разложения (детонации).

При оценке воздействия продуктов взрывного разложения на металлические и бетонные поверхности, в том числе, при помещении заряда в углубления или отверстия в них, оценка производится чаще всего "на глазок”, то есть, приблизительно, исходя из опыта эксперта и данной ситуации. Ибо, ТНТ является основным БВВ широкого спектра применения (промышленные взрывные работы, различные боеприпасы, снаряжение инженерных войск и пр.), и каждый сапер, эксперт, промышленный взрывотехник, спецназовец и пр., проходят курс обучения в основном на ТНТ. Поэтому, на воронки, разбитые ж/б плиты, порванные куски металла и др. последствия взрывов, они насмотрелись сполна. Это упрощает оценку мощности тех или иных составов, исходя из опыта специалиста.

Лабораторно-полигонная оценка тротилового эквивалента (ТЭ) производится по объему воронки в грунте средней плотности. Если при подрыве 100 гр. шашки на поверхности земли, образуется воронка объемом в 5 литров, то это БВВ имеет ТЭ около 1,0. Если при подрыве 0,5 кг. данного БВВ на поверхности земли, получается воронка объемом 38 литров, то данное БВВ имеет ТЭ около 1,5. И так далее. Но, при этом стремятся проводить испытания в условиях 100% детонации БВВ.

Другое дело, если производится оценка ТЭ по последствиям взрыва, при этом не имеется сведений о типе БВВ или его точной рецептуре. В этом случае ошибка такой оценки может достигать 2-3 раз. Например, при взрыве 200 гр. аммонита 6ЖB (фугасность около 500 мл, против 285 мл у ТНТ) в шурфе, глубиной 20 см, получается воронка объемом около 21 литра. Поверхностный осмотр такой картины может привести к ошибочному выводу о ТЭ взрывного устройства в 420-430 гр. Хотя, ТЭ аммонита 6ЖВ составляет около 0,9-1,0. Если, напротив, происходит неполная детонация свободнолежащей шашки ДВП, массой 2 кг на стальной плите. То, с учетом низкой бризантности ДВП (около 2-3 мм по Гессу), эксперт может прийти к выводу о очень низкой мощности данного БВВ. Хотя, табличное значение ТЭ дымного пороха при его полной детонации (почти гипотетический случай) составляет около 0,45. То есть, в данном случае, истинный ТЭ устройства составит около 0,9 кг.

Таким образом, ТЭ неплохо подходит для оценки мощностных характеристик БВВ, близких по мощности и свойствам к ТНТ. Таких ВВ не мало: тетрил, гексоген, октоген, ТЕН, сплав В, сплав Л, пластические композиции и прочее. Если же речь идет о составах, далеких по свойствам от ТНТ (дымный порох, амиачноселитрянные, перхлоратные, хлоратные составы и пр.), то оценка возможна лишь очень приблизительная.

Исходя из значения ТЭ, производится оценка работоспособности ("мощности взрыва” или "разрушающего действия”) каждого БВВ. При этом, не учитывается его полнота детонации (она условно принимается за 100%) и склонность к дефлограции (условно считается, что состав полностью детонирует). Из этого становится понятно, почему на практике почти ни когда не наблюдается реального ТЭ черного пороха на уровне 0,45, а у динаммонов и игданитов на уровне 0,8-1,1. Как правило, практические величины значительно ниже.

Исходя из ТЭ всех БВВ, их подразделяют на 3 класса: высокой мощности (ТЭ 1,4 – 1,8), средней мощности (ТЭ 0,9 – 1,4) и низкой мощности. (ТЭ < 0,9). К первому классу относятся астралиты, гексоген, окотоген, ТЭН, гремучий желатин, гексонит и др. К БВВ средней мощности относятся ТНТ, тетрил, аммониты, пластит, большинство аммоналов и динаммонов. К слабым БВВ относят софганиты, дымный порох, некоторые динаммоны и многие пиротехнические составы. На сегодняшний день не существует химических ВВ, имеющих ТЭ выше 1,85. Теоретически возможно получение БВВ с ТЭ около 2, но все эти смеси и индивидуальные вещества имеют кучу недостатков, в первую очередь они крайне восприимчивы к различным воздействиям и нестабильны при хранении.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 5513 | Добавил: Chemadm | Теги: свойства ВВ, взрывные работы, исследование энергонасыщенных | Рейтинг: 4.7/30
Всего комментариев: 18
0
17  
Вот здесь, в порядке эксперимента подорвали целую тонну дымного пороха - ww.yoube.com/watch?v=o2iRrUxPsww Скажите, какой примерно тротиловый эквивалент получается у такого заряда?

0
18  
В данном случае принципиальное значение имеет метод инициирования, начальная плотность упаковки и прочность корпуса, а так же, сорт пороха. Использовали ружейный стандартный порох с графитовкой (сегодня весь дымный порох для гладкоствольного оружия производят с графитовкой, исключение - дешевые сорта пороха для гражданской пиротехники). Прочность корпуса и укупорка не указаны, предполагаю, что порох был в мешках, и сложен в бетонной конструкции в центре здания. Само здание собрано частично из тонких бетонных плит, но, большей частью из деревянных и древесно-стружечных плит, на каркасе из уголка и досок. В процессе взрыва видим, что пламя распространяется вдоль здания и поочередно отрывает деревянные элементы обшивки. Само пламя прорывается сквозь обшивку и даже формирует форс пламени в верхней части здания. Все это указывает на небольшую скорость распространения фронта горения и неполное сгорание пороха в объеме зарядной камеры. После взрыва видим, что бетонные плиты основания лишь незначительно раздвинуты, сверху торчит оборванная арматура, предполагаю, что сверху лежала тонкая бетонная плита, которая была разорвана взрывом. Если бы на месте пороха была тонна любой бризантной ВВ, тогда плиты основания (толщина примерно 0,5 м) разлетелись бы на куски в радиусе 20-80 метров. Часть двух стен (из бетонных панелей толщиной около 100-120 мм) даже частично уцелели.
Как следствие, делаем вывод: в данном случае имело место конвективное горение пороха в замкнутом объеме. Максимальное давление при горении вряд ли достигло даже 250 МПа. В объеме зарядной камеры сгорело примерно 30-40% пороха, остальной догорел в расширяющихся газах. Воздействие на постройку оказала лишь воздушная взрывная волна (для бризантности не хватило давления по фронту). Воздействие взрывной волны видно по деревянным элементам конструкции и пластиковым манекенам. Общий ТНТ эквивалент по фугасности примерно 0,3, ТНТ эквивалент по бризантности оценивать нет смысла, он много менее 5%. Если бы порох спрессовали в единый блок и завели от 1 кг ТНТ, тогда эквивалент будет на уровне 0,4 по бризантности (объем воронки). По фугасности поднимется лишь до 0,45.
Данный эксперимент мало что дает специалистам, так как, история знает множество подробно описанных аналогичных взрывов. В 16-м веке войска Иоана Грозного брали Казань, для вскрытия ворот использовали подкопы с 4 зарядами общей массой около 2,5 тонн пороха. На одном из рудников Швеции, в 17-м веке впервые в истории произвели крупный промышленный взрыв пороха в шурфе на каменоломне, там был заряд в 10 тонн. В обоих случаях взрывы подземные, и ТНТ по фугасности примерно 0,4, по бризантности около 0,06-0,07.

0
13  
Скажите, а каков тротиловый эквивалент пиротехнической смеси Перхлорат калия-Магний для заряда массой 11 кг? Есть видео: htps://w ww.yoube.com/ watch?v=0_WQDwh3FYc

0
14  
Перхлорат калия более термодинамически устойчив, чем хлорат калия, несмотря на большее содержание кислорода. Это выражается в более высокой
температуре разложения (примерно 300*С для хлората, и более 400*С для
перхлората. Как видим на видео, пластиковая бочка была просто разорвана,
никаких признаков детонации не было. На поверхности почвы даже дерн
практически не поврежден. Делаем вывод, что произошло обычное взрывное
горение с 60-80% превращением (остальной состав просто распылило в
округе или он сгорел в воздушном потоке не сделав вклад в эффект
взрывного разложения). Так как, пластиковая крышка бочки практически не
была повреждена, а на поляне нет заметной воронки, то говорить о
тротиловом эквиваленте, как по бризантности, так и по фугасности, нет
смысла, он близок к нулю. Есть лишь акустический эффект, тепловой поток
(вспышка) и небольшая воздушная ударная волна, которая распространилась
на несколько метров (видно по отсутствию колебания уносимого ветром дыма
огнепроводного шнура). Если бы в бочку положили обычный дымный ружейный
порох, эффект был бы примерно таким же. С другой стороны, если смесь
магниевой пудры и перхлората калия поместить в прочный стальной корпус и
использовать детонатор (например, КД№8А), тогда эффект взрывного
разложения был бы намного существеннее. ТНТ эквивалент по фугасности в
этом случае 0,85-1,10, по бризантности 0,8-0,9. То есть, разрушения были
бы в разы больше. К слову, примерно такими же характеристиками обладают
смеси АС:Al:C или просто смесь аммиачной селитры с углем или древесными
опилками. Стоимость в этом случае НАМНОГО ниже. Как уже неоднократно
отмечалось в материалах сайта, ТОС в режиме горения находят применение
лишь в пиротехнике и не используются для взрывных работ уже почти
полтора столетия (некоторым исключением можно назвать оксиликвиты, но,
там не корректно пытаться четко разделить детонацию и взрывное горение).
Перхлорат калия хорош для воспламенителей термитных смесей, боевых
зажигательных составов, а так же, в пиротехнике различного назначения.
Для БВВ он не используется. Ранее использовался хлорат калия, но, эта практика ушла в прошлое уже столетие назад.

1
15  
Понятно. Спасибо.
А на звуковой эффект взрыва, на силу звука что больше влияет - количество газообразных продуктов или их температура?

0
16  
Звук больше всего зависит от скорости распространения процесса и температуры газов. Температура газов зависит от энергетики состава и, в некоторой степени от скорости распространения процесса. Для ТОСов так же играет роль прочность корпуса, позволяющего достичь высокое давление газов. Для сравнения можно представить разложение йодистого азота и азида свинца. В обоих случаях процесс аналогичен, в случае азида свинца выделяется меньше газов, но, скорость распространения процесса почти в три раза больше. Источником акустической волны является резкий перепад давления на границе раздела фаз (поверхность шашки и воздушная среда). Чем больше перепад давления, тем больше звук. Аналогично в артиллерии и стрелковом оружии, чем больше дульное давление, тем больше сила звука выстрела (но, только для дозвуковых боеприпасов).

0
3  
Скажите, а какой эквивалент по фугасности и бризантности имеет смесь KMnO4 и тонкого магниевого порошка типа МПФ-3, МПФ-4? Просто любопытно стало. Помню, в школьные годы мы такой смесью наполняли пустые балончики от сифона, а грохот от них на весь район стоял.
Сейчас вот посчитал теплоту реакции, получилось более 6 МДж на 1 кг, но что-то как-то многовато...

1
4  
Тротиловый эквивалент по классическому методу (объем воронки в плотном грунте) определяется исходя из бризантности. Бризантность у смесевых БВВ на основе минеральных солей и твердого топлива невысока из-за малой скорости детонации (тем более, взрывного горения). Грохот стоял из-за резкого перепада давления при разрушения баллончика. Перепад давления был вызван, как раз, высокой температурой газообразных продуктов, в этом "повинна" высокая энергетика магния.
На практике, стехиометрические смеси на основе минеральных окислителей и твердого топлива имеют ТНТ эквивалент в районе 0,2-0,6, то есть, как у дымного пороха (0,45 при детонации). Нижний придел для смесей с малым выделением газов и неполной детонацией.
В тепловом эффекте смеси, надеюсь, учли теплоту разложения перманганата и неполное протекание процесса из-за кинетических ограничений на границе газ-твердое (это вызывает необходимость брать избыток окислителя от оптимального количества, на практике 10-15%).

0
5  
Ну это я рассчитывал на "идеальное" протекание реакции до K2O, Mn и MgO. А К2О это наверно единственный условно-газообразный продукт этой реакции, совершающий полезную работу при расширении. Насколько помню, Ткип его около 700 С (из справочника Лидина)

0
7  
На практике получается смесь манганата, диоксида марганца, оксида марганца (III) и еще букета продуктов. Работу по расширению производит излишек кислорода и водяной пар (абсолютно сухих веществ нет).

0
9  
Понятно. Спасибо.
Про кинетические ограничения на границе газ/твердое, это более-менее понятно(недостаточная гомогенность смеси и т.д.) А вот почему появляется необходимость в 10-15% избытке окислителя - вот этот момент что-то я никак не могу понять...

0
10  
При обычном горении пиротехнических смесей в тонком (но, не идеальном) измельчении, происходят параллельно три процесса: эндотермическое разложение окислителя (перманганата), горение топлива в выделившемся кислороде и расширение газообразных и парообразных продуктов процесса (водяной пар, водород, кислород, азот (если смесь не прессованная в плотную шашку, то между частичками присутствует воздух)). Процессы разделены в пространстве и инициируются при различной температуре (магний воспламеняется при 300*С, перманганат разлагается при 200-210*С, диоксид марганца только при температуре выше 450*С и т.д.). Это приводит к неравномерному протеканию процессов по фронту горения состава, как следствие, остается часть не полностью прореагировавших компонентов.
Если заряд большой, корпус прочный, а измельчение тонкое, тогда эти эффекты выражены в меньшей степени. Но, это уже не пиротехническая смесь, а импровизированное взрывное устройство.
Кроме того, небольшой избыток выделившегося кислорода необходим (в случае турбулентного, но, не послойного горения) для расширения в качестве рабочего тела, да и для ускорения сгорания магния он не помешает.

0
11  
Ну, в общем говоря, для ТОСов все упирается в степень гомогенности смеси и степень измельчения компонентов.
Раньше, когда я пиротехникой увлекался, у меня для особо тонкого измельчения было специальное приспособление из двух матированных стекол с ручкой. Между ними помещалось необходимое вещество и растиралось до нужных кондиций. Очень быстро и удобно получалось. За пару минут можно было "натереть" 15-20 грамм селитры до состояния пыли.

0
12  
Полнота реакций действительно упирается в степень измельчения, работоспособность в энергетику реакций между компонентами.
При измельчении солей и ряда других соединений, происходит не только измельчение, но и агрегация, особенно, недостаточно сухих компонентов. Для снижения термической деструкции компонентов от длительного интенсивного воздействия, готовят двойные смеси. Калийную селитру часто измельчают с небольшим количеством серы. Кустари предпочитают в это отношении уголь.

0
6  
Хотя, субъективно казалось что эта смесь даже мощнее черного пороха, так как разрывала баллончик полностью на 2-4 больших куска, а вот порох в тех же условиях обычно только "разворачивал" баллончик в средней его части.

0
8  
Дымный порох в данных условиях дает аналогичную работоспособность, но, его воздействие несколько более плавное. Как-никак, он оптимизирован (уплотнение на бегунах, полировка, графитовка и пр.) для плавной работы.
В зарядах большого размера (более 300-500 грамм) дымный порох иногда дает даже больший эффект за счет лучшего воспламенения всего заряда. Это происходит из-за обтекания зерен пороха фронтом пламени и равномерное воспламенение всех зерен с поверхности. В случае мелкого плотного порошка, получается его уплотнение до куска, который горит преимущественно с внутренней поверхности (как у ранних ручных гранат с пороховой мякотью).

1
1  
При снаряжении старинных гранат, какой был тротиловый эквивалент?

0
2  
Если Вы имеете в виду сферические чугунные гранаты, то их снаряжали ружейным дымным порохом. В отличие от минных сортов дымного пороха, он имел сравнительно плотные зерна, что делало горение достаточно медленным. Но, прочный корпус приводил к сгоранию в объеме гранаты большей части заряда. Детонации там не было, так как, заряд воспламенялся от дистанционной трубки, а не подрывался детонатором. Следовательно, тротиловый эквивалент по фугасности близок к 0,9 относительно тротила. А, вот бризантность не дотягивала даже до 0,3-0,4 от тротила. Средний заряд 0,8-1,0 килограммовой гранаты оставлял 60-80 гр. дымного пороха. Следовательно, воздействие воздушной ударной волны на живую силу и относительно мягкие материалы близко к эффективности самых слабых современных гранат (40-50 гр. ТНТ). А воздействие взрыва на ж/б конструкции и металл, находилось на уровне 6-10 гр. в ТЭ.

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