爆破工程教学课件作者戴俊爆破工程课件－1课件.pptVIP

西安科技大学建筑与土木工程学院 第 一 章爆炸及其爆破的基本知识 本章主要内容： ? 爆炸现象 ? 炸药爆炸反应的基本形式 ? 炸药的爆炸反应方程 ?介质中波与冲击波 ?炸药爆破及其参数计算 ? 炸药的起爆与感度 ?炸药的爆破作用 ? 炸药爆破的聚能效应 3 炸药 a 定义：一定条件下，能够发生快速化学反应，放出能量，生成气体产物，显示爆炸效应的化合物或混合物 。 b 组成：主要由碳、氢、氮、氧四种元素。 c 特性：即反应的放热性、反应过程的高速度和反应中生成大量气体产物。 炸药化学反应的三种形式 　　 根据速度，产生的产物和热效应的不同分为缓慢分解、燃烧和爆炸。 (1) 缓慢分解：常温下也会缓慢分解，温度愈高，分解愈显著。特点：对炸药内各点温度相同，在全部炸药中反应同时展开，没有集中的反应区；分解时既可吸收热量，也可放出热量。当温度较高时，所有炸药的分解反应都伴随有热量放出。 　 (4)不同反应形式之间的关系 ①　爆炸与缓慢分解　 a 缓慢分解是在整个炸药中展开的，没有集中的反应区域；而爆炸是在炸药局部发生的，并以波的形式在炸药中传播。 b 缓慢分解在不受外界任何特殊条件作用时，一直不断地自动进行，而爆炸在外界特殊条件作用下才能发生。 c 缓慢分解与环境温度关系很大，随着温度的升高，缓慢分解速度将按指数规律迅速增加；而爆炸与环境温度无关。 ②　燃烧与爆炸 从传播速度、外界条件、传播连续进行的机理、反应产物的压力、炸药本身条件 来区别。 1 炸药的氧平衡 (1) 定义，CaHbNcOd。这里，C、H为可燃元素，O为助燃元素，N为载氧体。 a 充分氧化： C－ CO2、H－ H2O b 理想的氧化反应：放热最大，产物最稳定。 c 氧平衡关系：炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系称为氧平衡关系。 (2) 计算： 　单质炸药的氧平衡计算式： 　混合炸药，氧平衡计算式： (3) 炸药氧平衡分类 　根据含氧量的大小，分为正氧平衡、负氧平衡和零氧平衡三种类型 。 a 正氧平衡（Kb＞0） 炸药内的含氧量除将可燃元素充分氧化之后尚有剩余，这类炸药称为正氧平衡炸药。未能充分利用其中的氧量，且剩余的氧和游离氮化合时，将生成氮氧化物有毒气体，并吸收热量。 b 负氧平衡（Kb＜0） 炸药内的含氧量不足 以使可燃元素充分氧化，这类炸药称为负氧平衡炸药。未能充分利用可燃元素，放热量不充分，并且生成可燃性CO等有毒气体。 c 零氧平衡（Kb＝0） 炸药内的含氧量恰好够可燃元素充分氧化，这类炸药称为零氧平衡炸药。因氧和可燃元素都能得到充分利用，故在理想反应条件下，能放出最大热量，而且不会生成有毒气体。 (2) 炸药产物与有毒气体 a 主要产物：H2O、CO2、CO、氮氧化物等 b 有毒气体： CO、H2S、SO2 c 影响有毒气体生成量的因素：氧平衡、反应的完全程度、外壳。 (3) 炸药的爆炸性质 ① 爆容 a 定义：1kg炸药爆炸生成气体产物换算到标准状态（压力为1 01×105Pa，温度为0 oC）下的体积称为爆容。 b 计算：CaHbNcOd，按1mol写出，爆容为： 按1kg写出，爆容为： ③ 爆温 a 爆温：指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度。 b 研究爆温的意义：一是炸药热化学计算所必需的参数；二是在实际爆破工程中，对爆温有一定的要求。 c 计算：根据假定（定容、绝热、只是稳定的函数）及爆热与爆温的关系得： d 改变爆温的途径: 提高爆炸产物的生成热；减少或者不增加炸药的生成热；减少或者不增加产物的热容量。 1 弱扰动的传播与声波 (1) 概念： 扰动：在外界作用下，介质局部状态（如速度、压力、密度）的变化叫做扰动。 弱扰动：外界作用引起状态参量变化很小（只有微分量变化）的扰动叫做弱扰动。 波：在介质中，扰动可自近而远传播的现象称为波动现象。扰动的传播叫做波。 波阵面：扰动区和非扰动区之间的界面，通常叫做波阵面（或波头）。 波速：扰动的传播速度称为波速。 (4) 波传播的基本方程：图1-3 a 质量守恒： 当 时： c 能量方程 能量变化： 外力做功： 由两者相等： 　推导出(冲击绝热方程或雨贡纽方程或RH方程 ) 　 当扰动在理想气体中传播时，可对能量方程作进