Основные понятия

Взрывом называют очень быстрое проявление механической работы, вызываемое внезапным расширением сильно сжатых газов или паров. Причины внезапного расширения газов или паров могут быть различны. Укажем некоторые из них.

а) Внезапное изменение физического состояния системы, например, разрыв сосуда со сжатым газом. При расширении газа совершается работа разрыва оболочки сосуда, сообщения скорости осколкам и разрушения или повреждения окружающих предметов. Взрывы, вызванные подобными физическими процессами, носят название физических взрывов.

б) Быстрая экзотермическая химическая реакция, протекающая с образованием сильно сжатых газообразных или парообразных продуктов; примером может служить взрыв дымного пороха, при котором происходит быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой, сопровождающаяся выделением, значительного количества теплоты. Образовавшиеся газообразные 'продукты, нагретые за счет теплоты реакции до высокой температуры, обладают высоким давлением и, расширяясь, производят механическую работу.Взрывы, вызванные быстрой химической реакцией, носят название химических взрывов. Химическую реакцию, сопровождающуюся или способную сопровождаться взрывом, называют взрывным превращением. Вещества, способные к взрывным превращениям, называют взрывчатыми веществами (ВВ).

в) Быстропротекающие ядерные или термоядерные реакции (реакции деления или соединения атомных ядер), при которых освобождается очень большое количество теплоты. Продукты реакции, оболочка атомной или водородной бомбы и некоторое количество окружающей бомбу среды мгновенно превращается в нагретые до очень высокой температуры газы, обладающие соответственно высоким давлением. Явление сопровождается колоссальной механической работой. Взрывы, протекающие в результате таких реакций, носят название атомных взрывов.

Взрыв протекает в две стадии.

а) Первая стадия -превращение того или иного вида энергии в энергию сильно сжатых газов; в примере баллона со сжатым газом первой стадией является превращение электрической или механической энергии двигателя при наполнении в упругую энергию сильно сжатого газа; в примере взрыва дымного пороха первой стадией является очень быстро протекающая экзотермическая химическая реакция, при которой образуются сильно сжатые газы и пары.

б) Вторая стадия - мгновенное расширение сильно сжатых газов и паров.

В данном выше определении оттенена вторая стадия взрыва, а именно, очень быстрое проявление механической работы, вызываемое расширением сильно сжатых газов или паров.Наоборот, оттеняя первую стадию химического взрыва, можно дать ему такое определение: ⌠взрывом называют быстрое экзотермическое химическое .превращение, протекающее с образованием сильно сжатых газов и паров и сопровождающееся механической работой разрушения или перемещения окружающей среды■.

а) Гомогенный взрыв имеет место тогда, когда при одновременном и равномерном нагреве всей массы ВВ и по достижении определенной температуры, носящей название температуры самовоспламенения или взрыва, возникает взрывное превращение одновременно во всей массе вещества.

б) Само распространяющийся взрыв имеет место тогда, когда возникшее в каком-либо участке заряда ВВ взрывное превращение распространяется 'по веществу. Характерной особенностью такого 'само распространяющегося взрывного превращения является наличие фронта превращения, т. е. узкой зоны интенсивной химической реакции, отделяющей в каждый данный момент продукты реакции от не прореагировавшего еще исходного вещества.

В зависимости от механизма передачи теплоты от слоя к слою ВВ различают два вида самораспространяющегося взрывного превращения: горение и детонацию.

а) При горении теплота, выделившаяся в зоне реакции, передается путем теплопередачи от горячих продуктов реакции к ближайшему слою ВВ, вызывая в нем, в свою очередь, интенсивную химическую реакцию. То же повторяется и в последующих слоях ВВ. В этом случае химическое превращение распространяется при атмосферном давлении со скоростью несколько миллиметров в секунду; скорость распространения сильно зависит от давления, под которым протекает процесс.Когда горение происходит в незамкнутом пространстве, оно не сопровождается ни характерным звуковым эффектом, ни механической работой. В замкнутом же пространстве, например, в зарядной каморе орудия, процесс 'происходит энергичнее: быстро поднимается давление, в связи с чем увеличивается скорость горения; под действием высокого давления происходит быстрое перемещение снаряда или пули, т. е. выстрел, сопровождающийся .резким звуковым эффектом. Действие, состоящее в сообщении скорости предмету путем выбрасывания без его разрушения (раскалывания, дробления), называют метательным действием. Для горения в замкнутом объеме, например в зарядной каморе орудия или в шпуре, характерно более или менее быстрое, но не резкое нарастание давления газов до значений нескольких сотен МН/м² (несколько тысяч атмосфер). При горении дымного пороха в шпуре с забойкой также имеет место повышение давления и соответственно увеличение скорости горения, в результате чего возникает взрыв, сопровождающийся разрушением окружающей среды, например, камня, горной породы и перемещением разрушенных частей.

б) При детонации механизм распространения химического превращения взрывчатого вещества состоит в передаче энергии от слоя к слою волною сжатия, т. е. ударной волной. В этом случае химическое превращение распространяется по веществу со скоростью порядка тысяч метров в секунду. Детонация характеризуется резким скачком давления в месте взрывного превращения до 30≈40 млн. Н/м² (300≈400 тысяч кгс/см²) и очень резким дробящим действием на окружающую среду. Горение ВВ может при наличии некоторых условий стать неустойчивым, скорость его начинает увеличиваться, а начиная с некоторого ее значения, изменяется режим взрывного ⌠превращения ≈ возникает ударная волна. Скорость ударной волны и соответствующая ей скорость детонации продолжает возрастать, но до некоторого предельного значения. Таким образом, скорость взрывного превращения, протекающего по механизму детонации, непрерывно возрастает от минимального до предельного, 'постоянного значения.

Явления, имеющие место в период неустойчивой детонации, называют ⌠взрывом■ в узком значении этого слова, а протекающие в условиях устойчивого процесса, называют ⌠детонацией■, также в узком значении этого слова. В соответствии с этим говорят: ⌠переход горения во взрыв■ и ⌠переход горения в детонацию■.

Возможность химического взрыва определяется тремя условиями: экзотермичностью химической реакции, наличием газов или паров в продуктах реакции, большой скоростью химической реакции.

а) Экзотермичность реакции. Для совершения при взрыве механической работы необходимо затратить эквивалентное количество энергии. При взрыве источником энергии является теплота химической реакции. Если для химического превращения вещества требуется приток энергии извне (эндотермическая реакция), то такое превращение не может сопровождаться взрывом. Взрывчатыми могут быть только такие вещества, при химическом превращении которых выделяется теплота.

б) Наличие газообразных веществ в продуктах химического превращения. Как во всякой тепловой машине, при взрыве для превращения теплоты химической реакции в механическую работу необходимо рабочее тело - газы или пары; при отсутствии газов или паров такое превращение невозможно, а следовательно, невозможно и явление взрыва.

в) Большая скорость химической реакции.Это условие, очевидно, связано с первыми двумя: экзотермичность. реакции должна обеспечить быстрый подъем температуры, а наличие в продуктах реакции газов или паров требует завершения реакции раньше, чем последние начнут расширяться и разбрасывать непрореагировавшие частицы вещества.

Автор страницы - Engager.

Пожаровзрывоопасный объект: Объект, на котором производят, используют, перерабатывают, хранят или транспортируют  легковоспламеняющиеся и пожаровзрывоопасные вещества, создающие реальную угрозу возникновения техногенной чрезвычайной ситуации.

 Взрыв: Процесс выделения энергии за короткий промежуток времени, связанный с мгновенным физико-химическим изменением состояния вещества, приводящим к возникновению скачка давления или ударной волны, сопровождающийся образованием сжатых газов или паров, способных производить работу.

Взрывоопасное вещество: Вещество, которое может взрываться при воздействии пламени или проявлять чувствительность к сотрясениям или трениям большую, чем динитробензол.

 Избыточное давление во фронте ударной волны: Разность между максимальным давлением во фронте ударной волны и нормальным атмосферным давлением перед этим фронтом.

 Группа горючести: Классификационная характеристика способности веществ и материалов к горению. По горючести вещества и материалы подразделяют на три группы:

негорючие (несгораемые) – вещества и материалы, не способ­ные к горению в воздухе. Негорючие вещества могут быть пожаровзрывоопасными (например, окислители или вещества, выделя­ющие горючие продукты при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом);

трудногорючие (трудносгораемые) – вещества и материалы, способные гореть в воздухе при воздействии источника зажигания, но не способные самостоятельно гореть после его удаления;

горючие (сгораемые) – вещества и материалы, способные самовозгораться, а также возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления. Горючие жидкости с температурой вспышки не более 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле, зафлегматизированных смесей, не имеющих вспышку в закрытом тигле, относят к легковоспла­меняющимся. Особо опасными называют легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С.

 Температура вспышки: Наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает.

 Температура воспламенения: Наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воз­действии на них источника зажигания наблюдается воспламенение.

22. Температура самовоспламенения: Наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества.

 Концентрационные  пределы   распространения пламени (воспламенения), нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени: Минимальное (максимальное) содержание го­рючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

 Температурные пределы распространения пламени (воспламенения): Температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам рас­пространения пламени.

Температура тления: Температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций окисления, заканчивающихся возникновением тления.

 Условия теплового самовозгорания: Экспериментально выявленная зависимость между температурой окружающей среды, количеством вещества (материала) и временем до момента его самовозгорания.

 Минимальная энергия зажигания: Наименьшая энергия электрического разряда, способная воспламенить наиболее легко воспламеняющуюся смесь горючего вещества с воздухом.

 Кислородный индекс: Минимальное содержание кисло­рода в кислородно-азотной смеси, при котором возможно свечеобразное горение материала в условиях специальных испытаний.

 Нормальная   скорость распространения пламени: Скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.

 Скорость выгорания: Количество жидкости, сгорающей в единицу времени с единицы площади. Скорость выгорания ха­рактеризует интенсивность горения жидкости.

 Коэффициент дымообразования: Показатель, характе­ризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пла­менном горении или термоокислительной деструкции (тлении) определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытаний.

 Индекс распространения пламени: Условный безразмерный показатель, характеризующий способность веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло.

 Показатель токсичности продуктов горения полимерных материалов: Отношение количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты вызывают гибель 50 % подопытных животных.

 Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора: Наименьшая концентрация флегматизатора в смеси с горючим и окислителем, при которой смесь становится неспо­собной к распространению пламени при любом соотношении горю­чего и окислителя.

 Минимальное  взрывоопасное  содержание кислорода: Такая концентрация кислорода в горючей смеси, состоящей из горючего вещества, воздуха и флегматизатора, меньше которой рас­пространение пламени в смеси становится невозможным при лю­бой концентрации горючего в смеси, разбавленной данным флегматизатором.

 Максимальное давление взрыва: Наибольшее избыточное давление, возникающее при дефлаграционном сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении смеси 101,3 кПа.

 Скорость нарастания давления взрыва:  Производная давления взрыва по времени на восходящем участке зависимости давления взрыва горючей смеси в замкнутом сосуде от времени.

 Взрывчатое вещество: Химическое соединение или смесь веществ, способные в определенных условиях к крайне быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением тепла и образованием большого количества газообразных продуктов.

 Взрывоопасная горючая смесь: Смесь горючего вещества с окислителем.

 Критическая величина инициирующего взрывного импульса:  Минимальное количество энергии, выделяемое при взрыве взрывчатого вещества, достаточное для воспламенения конкретной горючей среды.

Примечание. Как правило, минимальное количество энергии нормируется в пересчете на массу заряда конкретного взрывчатого вещества, воспламеняющего горючую среду.

 Удельная мощность взрыва: Выделение энергии в единицу времени на единицу объема взрывоопасной системы.

 Взрывоопасная система: Термодинамическая система, состоящая из взрывчатых веществ, взрывоопасных горючих смесей, взрывчатых смесей пыли, а также сосуды, работающие под давлением, обладающие способностью выделять энергию в виде взрыва.

 Взрывоустойчивость: Свойства оборудования, строительных конструкций, транспортных средств, энергетических систем и линий связи противостоять благодаря запасу прочности и целесообразному расположению поражающему воздействию взрыва.

 Противовзрывная защита: Комплекс технологических, строительных и организационных мер, направленных на предотвращение, либо снижение разрушающих и поражающих факторов взрыва.

 Взрывная травма: Травма, возникающая при поражающем воздействии взрыва на людей, как правило, характеризующаяся кровоизлияниями, в том числе во внутренние органы человека, разрывами барабанных перепонок, переломами костей, ожогами кожи и внутренних дыхательных органов, удушьем и отравлением или контузией.

 Физический взрыв: Взрыв, вызываемый изменением физического состояния вещества.

 Химический взрыв: Взрыв, вызываемый быстрым химическим превращением веществ, при котором потенциальная химическая энергия переходит в тепловую и кинетическую энергию расширяющихся продуктов взрыва.

 Аварийный взрыв: Взрыв, произошедший в результате нарушения технологии производства, ошибок обслуживающего персонала, либо ошибок, допущенных при проектировании.

 Детонационный взрыв: Взрыв, при котором воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходит в результате сжатия и нагрева ударной волной, характеризующейся тем, что ударная волна и зона химической реакции следуют неразрывно друг за другом с постоянной сверхзвуковой скоростью.

 Детонация: Распространение взрыва по взрывчатому веществу, обусловленное прохождением ударной волны с постоянной сверхзвуковой скоростью, обеспечивающей быструю химическую реакцию.

. Физическая детонация: Процесс, возникающий при смешении жидкостей с разными температурами, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой.

 Дефлаграционный взрыв: Взрыв, при котором нагрев и воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходит в результате диффузии и теплопередачи, характеризующийся тем, что фронт волны сжатия и фронт пламени движутся с дозвуковой скоростью.

 Огненный шар взрыва: Образование светящихся раскаленных продуктов взрыва.

 Сосредоточенный взрыв: Взрыв конденсированного взрывчатого вещества или конденсированной взрывоопасной системы.

 Объемный взрыв: Детонационный или дефлаграционный взрыв газовоздушных, пылевоздушных и пылегазовых облаков.

  Взрыв пылевоздушной (пылегазовой) смеси: Взрыв, когда первоначальный инициирующий импульс способствует возмущению пыли (газа), что приводит к последующему мощному взрыву.

 Взрывчатая взвесь угольной пыли: Распределение угольной пыли в воздухе в концентрации, способной взрываться.

 Взрыв сосуда под высоким давлением: Взрыв сосуда, в котором в рабочем состоянии хранятся сжатые под высоким давлением газы или жидкости, либо взрыв, в котором давление возрастает в результате внешнего нагрева или в результате самовоспламенения образовавшейся смеси внутри сосуда.

 Хрупкое разрушение: Разрушение без следа макропластических деформаций материалов сосуда.

 Пластическое разрушение: Разрушение, сопровождающееся пластическим деформированием материала сосуда.

1. Под фейерверочными изделиями подразумевают пиротехнические изделия, предназначенные для производства праздничных салютов и фейерверков.

2. Фейерверочные изделия при действии могут создавать световые (цветовые), звуковые, дымовые и другие зрелищные эффекты, например, выброс в воздух флагов, транспарантов.

3. Основными составными частями фейерверочных изделий являются:

а) корпусные детали, выполненные из картона, бумаги, алюминия, различных пластмасс и т.п.;

б) вышибные, воспламенительно-разрывные и звуковые заряды из дымных порохов, бездымных порохов типа "Сокол" и пиротехнических составов типа фотосмесей;

в) пироэлементы в виде звездочек, факелов, таблеток из световых, дымовых и звуковых пиротехнических составов;

г) средства воспламенения - огнепроводный шнур, электровоспламенители, запал-спички.

4. Составы вышибных, воспламенительно-разрывных и звуковых зарядов являются взрыво- и пожароопасными материалами.

5. Пиротехнические элементы, изготовленные из световых и дымовых составов и средств воспламенения, являются пожаро- и взрывоопасными.

6. Пиротехнические фейерверочные составы чувствительны к механическим воздействия (удар, трение), тепловым воздействиям (к лучу огня) и взрывоопасны. При горении составы могут развивать высокую температуру (до 3000° С).

7. Все фейерверочные изделия по применению и характеру действия подразделяют на следующие основные группы:

а) изделия наземного действия, предназначенные для монтажа фейерверочных фигур;

б) изделий наземного действия, предназначенные для имитации пушечных выстрелов, разрывов снарядов, мин и других звуковых эффектов;

в) изделия, предназначенные для выброса горящих пироэлементов в воздухе с земли из мортир, пусковых устройств, ракетниц;

г) изделия, выстреливаемые с земли из пусковых мортир и разрывающиеся в воздухе с выбросом горящих пироэлементов, флагов, транспарантов;

д) фейерверочные ракеты.

8. Краткое описание типовых фейерверочных изделий основных групп. Способ отстрела и характер действия изделий.

а) Изделия наземного действия для монтажа фейерверочных фигур. Изделия этой группы предназначаются для компоновки фейерверочных фигур и композиций, например, "Водопадов", "Фонтанов", "Мозаик", пиротехнических картин, эмблем, призывов, лозунгов. Их монтируют на деревянных или металлических каркасах при помощи простейших зажимов или крепят к каркасам мягкой стальной проволокой. Каркасы с изделиями, как правило, устанавливают на земле. Наиболее распространенные изделия этой группы "Фонтан", "Форсы", "Пиротехнически свечи". Изделия приводятся в действие от электровоспламенителей. При установке изделий на каркасах электровоспламенителя изделий соединяют параллельно в одну цепь. При горении изделия образуется небольшое пламя ("Пиротехническая свеча") или шлейф из раскаленных искр ("Форс"). Отдельные изделия под конец горения разрываются с сильным звуковым эффектом.

б) Изделия наземного действия для имитации пушечных выстрелов, разрывов снарядов, мин и других звуковых эффектов. Наиболее распространенными изделиями этой группы являются имитационные взрыв-пакеты. Взрыв-пакеты приводятся в действие резким трением специальной терки о запалы-спички. Отдельные взрыв-пакеты приводятся в действие при помощи электровоспламенителей с безопасного расстояния. Взрыв-пакеты срабатывают с резким звуковым эффектом и значительным выделением дыма.

в) Изделия, предназначенные для выброса горящих пироэлементов в воздух с земли из мортир, пусковых устройств, ракетниц. Наиболее распространенными изделиями этой группы являются "Пиротехнические бураки", "Кометы", "Римские свечи" и 26-миллиметровые сигнальные и осветительные патроны. Изделия этой группы выстреливают из мортир (металлических труб с дном), пусковых устройств (сборок) дистанционно от электротока. Трубы закапывают на 1/3 высоты в грунт или помещают в ящики с песком. Пусковые устройства (сборки) устанавливают на ровной площадке. В момент выстрела выделяется облако дыма и в воздух вылетают горящие пироэлементы. Выстрел сопровождается звуковым эффектом. Сила звука зависит от габарита изделия. Пиротехнические элементы, поднимаясь в воздух, горят пламенем (иногда с сильным искрением) без взрывов. У некоторых изделий, например у "Комет", пироэлементы разрываются в воздухе со звуковым эффектом и выбрасывают в зените дополнительное количество горящих звездочек.

г) Изделия, выстреливаемые с земли из пусковых мортир и разрывающиеся в воздухе с выбросом горящих пироэлементов, флагов, транспарантов К этой группе относятся изделия высотного действия, например: "Салюты" "Фейерверочные бомбы". Изделия этой группы выстреливают из мортир (металлических труб с дном) дистанционно от электротока. Трубы закапывают на 1/3 высоты в грунт или помещают в ящики с песком. Существуют также специальные многоствольные пусковые установки, смонтированные на автомашинах. В момент выстрела из трубы вылетает снаряженный шар. Выстрел сопровождается сильным звуковым эффектом с выделением облака дыма. На высоте 150-400 м (в зависимости от вида изделия) через 2-7 с после выстрела шара разрывается и в воздухе разбрасываются горящие пироэлементы, флаги или транспаранты. В момент разрыва образуется вспышка и дымовое облако. Разрыв сопровождается сильным звуковым эффектом. Пироэлементы горят пламенем, с сильным искрением. Отдельные пироэлементы могут создавать вспышки и разрываться с сильным звуковым эффектом. Фейерверочные ракеты Ракеты запускают с земли с установных пусковых устройств дистанционного электротока или от огнепроводного шнура. В момент запуска появляется пламя, сопровождающееся характерным свистящим звуком. В полете ракета оставляет за собой огненно-дымовой искрящий шлейф. В зените ракета разрывается и выбрасывает горящие пироэлементы или создает сильный звуковой эффект.

http://www.pirotek.info - изготовление пиротехники и , бомбы и петарды

Колокольчик из бронзы