Реферат - Взрывы жидких, газообразных и твердых веществ - файл n1.doc

Реферат - Взрывы жидких, газообразных и твердых веществ
скачать (86.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc87kb.29.05.2012 21:44скачать

n1.doc

  1   2


Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)



Кафедра безопасности производства и разрушения горных пород

Реферат на тему:



«Взрывы жидких, газообразных и твердых веществ»

Выполнила: студентка гр. ИЗ-06-3 ___________ /Быстрова Н. В./

(Ф.И.О.)




Проверил: к.т.н., доцент ___________ /Соловьев В. Б./

(подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2009

Содержание

Введение…………………………………………………………………………….3

Состав взрывчатых веществ……………………………………………………….4

Применение взрывчатых веществ…………………………………………………6

Аварии с выбросом вредных веществ……………………………………………..8

Продукты извержений вулканов………………………………………………….10

Действия населения при взрывах…………………………………………………11

Заключение…………………………………………………………………………12

Список использованной литературы……………………………………………..13

Введение


Будучи при обыкновенных условиях более или менее постоянны, под влиянием накаливания, удара, трения и тому подобное способны "взрывать", то есть быстро разлагаться, превращаясь в накаленные сжатые газы, стремящиеся занять большой объем. Происходящие газы, встречая преграды, производят на них давление, результатом чего являются: передача части живой силы взрыва частям преграды, перелом ее и измельчение, а иногда и отбрасывание с запасом живой силы частей, оказавших наименьшее сопротивление. Таким свойством взрывчатых веществ пользуются во множестве случаев, например при проведении туннелей, уничтожении подводных камней, выработке рудников, для движения механизмов (газовых двигателей), бросания ракет, стрельбы, действия мин при защите берегов и т. п.
Древние народы не знали взрывчатых веществ. Изучение их, начавшееся в XV столетии благодаря открытию пороха, бывшего ранее известным в Китае, имеет значение не только потому, что они оказывают множество услуг и часто сильно облегчают работу, действуя как молот, ударом, но даже и потому, что может предотвратить получение случайных взрывов и содействовать закономерному управлению силой взрывчатых веществ.

Состав взрывчатых веществ

Между В. веществами известны твердые, жидкие тела и газы; напр. обыкновенный порох — твердое тело, нитроглицерин — жидкость, смесь светильного газа с воздухом — газ.

Если смешать между собой по возможности однородно, в известной пропорции, с одной стороны, тела, легко выделяющие при нагревании кислород, и с другой — тела горючие, способные через соединение с кислородом давать тепло и газообразные продукты, то получатся так называемые взрывчатые смеси, которые могут быть весьма разнообразны.

Простейшая из таких смесей есть гремучий газ, составленный из 2 объемов водорода и 1 объемов кислорода; сообщение огня какой-либо точке этой смеси вызывает почти мгновенное ее сгорание, т. е. соединение взятых тел с образованием 2 объемов водяного пара и отделением огромного количества тепла. Явление взрыва, наблюдаемое при воспламенении в закрытой оболочке, обусловливается собственно отделяющимся теплом: на счет его не только распространяется горение быстро от слоя к слою, но и происходит столь сильное нагревание водяного пара, что при взрыве в закрытой оболочке на стенки ее получается давление в 10 раз большее сравнительно с начальным давлением смеси. Так же точно содержится при зажигании смесь из 2 объемов окиси углерода и 1 объемов кислорода: она весьма быстро и с большим отделением тепла образует 2 объемов углекислого газа, если его измерять после взрыва, приведя к начальной температуре и начальному давлению, при которых измерены начальные объемы. Вместо 1 объема кислорода на 2 объема водорода или на 2 объема окиси углерода можно было бы взять 4,8 объема воздуха, т. е. смеси из 1 объема кислорода и 3,8 азота, причем рядом с продуктами горения — водой и углекислотой — получился бы свободный азот, в сущности же произошли бы те же явления, хотя и с меньшей интенсивностью, вследствие затраты тепла на нагревание азота, не принимающего участия в самом горении. Но вода и углекислота образуются при горении всяких органических веществ, как содержащих углеводородные элементы, поэтому и смеси их паров с кислородом или воздухом должны содержаться подобно предыдущим. Действительно, газообразные углеводороды, напр. светильный газ, пары летучих соединений, напр. эфира, бензина и т. п., образуют с воздухом взрывчатые системы; так назыв. рудничный газ есть не что иное, как смесь болотного газа с воздухом. Пары сернистого углерода, брызги нефти, угольная и серная пыль, крупинки крахмала и т. п., смешанные с воздухом, также могут дать место взрывам. Если прибавим, что свободный кислород во многих из таких смесей может быть заменен газообразными химическими его соединениями, легко разлагающимися, напр. закисью азота, окисью азота и т. п., то разнообразие В. смесей газов еще увеличится; так, 2 объема водорода с 2 объемами закиси азота, взрываясь, превращаются в 2 объема водяного пара и 2 объема азота; или 2 объема циана с 4 объема окиси азота дают при воспламенении 4 объемов углекислоты и 2 объема азота. При искусственном образовании взрывчатых смесей стремятся, чтобы взятое количество кислорода или вещества, его содержащего, было достаточно для полного сжигания горючих элементов смеси, напр. водорода и углерода. Нахождение наивыгоднейшей пропорции смешения по объему делается, изображая состав участвующих в превращении тел химическими частичными формулами, а само превращение — уравнениями, так как относительные весовые количества тел, соответствующие таким формулам, занимают в газообразном состоянии при одинаковых температуре и давлении равные объемы, а именно в 2 раза больший объем, чем объем весовой единицы водорода, по отношению к которому выражаются веса всех частиц. Тогда уравнение, взятое так, чтобы весь водород превращался в воду, углерод в углекислый газ, сера в сернистый газ и т. п., прямо укажет, в какой именно пропорции следует произвести смешение; оно в то же время дает и объем продуктов горения.

Конечно, можно было бы газообразные В. смеси, способные легко принимать жидкое состояние, напр. этилен C 2H4 и закись азота N 2 O, посредством охлаждения и давления превратить в жидкие взрывчатые смешения, занимающие малый объем и подобные настоящим взрывчатым жидкостям; но проще взять как горючие, так и поддерживающие горение вещества, имеющие это состояние в обыкновенных условиях. Останавливаясь собственно на выборе жидкостей, поддерживающих горение, обращают на себя внимание главным образом две — азотноватый ангидрид NО 2, кипящий при 26°, и дымящаяся азотная кислота HNO 3, кипящая при 86°. И действительно, как с первым, так и с последним сжигающим деятелем может быть приготовлен ряд взрывчатых жидких смесей через растворение в них различных горючих соединений.

При взрыве как тех, так и других имеет место не только выделение огромного количества тепла, но и большое увеличение объема системы; так, литр панкластита вышеприведенного состава весом около 1,28 кил. дает 601,6 литров газов при нормальных условиях. Но, кроме малого начального объема, эти смеси представляют преимущество, важное в технической практике, в том отношении, что могут легко приготовляться непосредственно перед самым взрывом из веществ невзрывчатых и потому безопасных при перевозке.

Представителем твердых взрывчатых смесей служит обыкновенный порох. Горючие элементы в нем сера S и уголь С; сжигающий деятель — калийная селитра KNO 3.

Применение взрывчатых веществ

Из многих способных к взрыву соединений в качестве ВВ и компонентов взрывчатых смесей применяют лишь 2-3 десятка веществ. Основные из них - нитросоединения (тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген, нитроглицерин, тетранитропентаэритрит - тэн, нитроклетчатка, нитрометан и др.) и соли азотной кислоты, особенно нитрат аммония.

Как правило, эти вещества применяют не в чистом виде, а в виде смесей, например смеси октогена, гексогена и тэна с тротилом, нитроглицерина с нитрогликолем, диэтиленгликольдинитратом и нитроклетчаткой, тротила с нитратом аммония, смеси аммиачной селитры с жидкими (например, соляровым маслом) и порошкообразными (например, древесной мукой, порошкообразным алюминием) горючими веществами. Для уменьшения чувствительности и опасности в обращении мощные ВВ смешивают с парафином, церезином и др. легкоплавкими добавками (флегматизация ВВ). Для увеличения теплоты взрыва в смеси вводят порошкообразный алюминий или магний. Большое значение имеют смесевые ВВ, изготовляемые из невзрывчатых (или слабовзрывчатых) горючих и окислителей - игданиты, гранулиты, дымный порох, хлоратные и перхлоратные ВВ - смеси на основе солей хлорной и хлорноватой кислот, жидкого кислорода (оксиликвиты) и др. По взрывчатым свойствам (условиям перехода горения в детонацию) и обусловленным ими областям применения ВВ подразделяют на инициирующие (первичные), бризантные (вторичные) и метательные (пороха). Инициирующие ВВ характеризуются чрезвычайно высокой скоростью взрывного превращения. Чувствительность их высока, горение неустойчиво и быстро переходит в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть возбуждён поджиганием, ударом или трением. Инициирующие ВВ используют для возбуждения взрывчатого превращения других веществ. Основные представители инициирующих ВВ - азид свинца, гремучая ртуть, тринитрорезорцинат свинца, тетразен. Бризантные ВВ более инертны. Чувствительность их к внешним воздействиям гораздо меньше, чем инициирующих. Горение может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки либо большого количества ВВ. Поэтому они относительно безопасны в обращении. В качестве бризантных ВВ применяют главным образом нитросоединения и взрывчатые смеси на основе нитратов, хлоратов, перхлоратов и жидкого кислорода, о которых говорилось выше. Основной режим их взрывного превращения - детонация, возбуждаемая небольшим зарядом инициирующего ВВ. Бризантные ВВ применяют для взрывных работ, а также в снарядах и др. боеприпасах. Метательные ВВ горят ещё более устойчиво, чем бризантные: они не детонируют при горении даже в самых жёстких условиях [большие заряды, давления порядка десятков и сотен Мн/м2 (сотен и тысяч кгс/см2)]. Основной режим взрывного превращения метательных ВВ - горение. Отличие метательных ВВ от бризантных определяется в основном не химическим составом, а физической структурой этих веществ (плотностью и прочностью заряда).

ВВ широко применяют в народном хозяйстве при взрывных работах, взрывной сварке, взрывном упрочнении металла, взрывном штамповании. ВВ, применяемые в горной промышленности, подразделяют на непредохранительные - для открытых работ и для подземных работ (кроме шахт, опасных по газу или пыли, обычно ВВ для подземных работ обладают большей детонационной способностью, чем ВВ для открытых работ, и образуют при взрыве меньше ядовитых газообразных продуктов - окислов азота и окиси углерода), и на предохранительные взрывчатые вещества (для шахт, опасных по газу или пыли). Основную массу промышленных ВВ составляют аммониты и гранулиты. В меньших количествах используют динамиты, тротил, преимущественно гранулированный (гранулотол), иногда с добавкой алюминия (алюмотол), водонаполненные взрывчатые вещества.

В военной технике ВВ применяют для снаряжения боеприпасов: вторичные ВВ - для разрывных зарядов мин, снарядов, авиационных бомб, боевых частей ракет, боевых зарядных отделений торпед, ручных и ружейных гранат и др.; метательные - в качестве пороховых зарядов артиллерийских и миномётных выстрелов, патронов для стрелкового оружия, твёрдотопливных ракетных двигателей и др.; инициирующие - для устройств, обеспечивающих детонацию разрывного или воспламенение порохового зарядов (в капсюлях-детонаторах, электродетонаторах, детонирующем шнуре и т.п.). ВВ используют также для изготовления генераторов газа высокого давления (пороховые заряды для подачи компонентов в камеру сгорания жидкостных ракетных двигателей, для огнемётов и т.д.), устройства инженерных взрывных заграждений (минные поля, фугасы). Они являются важной частью атомных и термоядерных боеприпасов: взрыв зарядов вторичного ВВ обеспечивает достижение надкритической массы ядерного заряда.

Широкое применение ВВ находят и в научных исследованиях как простое и удобное средство получения высоких температур, больших скоростей и сверхвысоких давлений. Одним из направлений развития ВВ является широкое использование пригодных для механизированного заряжания сыпучих гранулированных ВВ, взрывание зарядов без применения инициирующих ВВ (например, с помощью мощного электрического разряда), разработка и внедрение новых типов ВВ [например, соединений, содержащих богатую кислородом тринитрометильную группу C (NO2)3], применение нитропарафинов, взрывчатых смесей на основе жидких окислителей (тетранитрометана, четырёхокиси азота и др.).

Первым ВВ был чёрный (дымный) порох, появившийся в Европе в 13 в. Применение вторичных ВВ началось лишь в 19 в. Пироксилин, пикриновую кислоту и тротил стали применять в военной технике, нитроглицерин и динамиты - в горной промышленности. Перед 2-й мировой войной начали применять тэн и гексоген, а после неё - октоген. В 80-х гг. 19 в. был изобретён бездымный порох, который стал основным метательным ВВ для огнестрельного оружия, а начиная с 30-х гг. 20 в. - и для реактивных снарядов (наряду со смесевыми порохами). В начале 19 в. для воспламенения чёрного пороха стали применять первое инициирующее ВВ - гремучую ртуть. Позже было обнаружено, что, увеличив заряд гремучей ртути, можно получить детонацию ВВ. Это позволило применять в больших количествах такие ВВ, которые без детонатора взорвать трудно (аммониты, динамоны, водонаполненные ВВ). Применение ВВ стало и более экономичным и более безопасным. Существенно улучшились и способы применения ВВ.
Современная взрывная техника позволяет производить взрывы огромных (несколько тысяч т) зарядов ВВ с большим полезным эффектом и обеспечением полной безопасности людей и прилегающих сооружений. Мировое производство ВВ составляет несколько млн. т в год.
  1   2


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации