爆炸理论

第六章的性能

随着科学技术和经济建设的发展，已成为一种特殊的能源，其用途日益广泛，不仅消耗量逐年增加，而且对的性能提出了新的要求。在制造产品、改进品种的过程中，只有通过性能的研究和测试，才能提供充分的数据，说明该的引爆和爆轰性能是否满足使用要求，说明在生产、运输、储存和使用过程中是否安全可靠。研究的性能对推动品种和使用的发展，确保产品制造质量，起着极其重要的作用。

的性能，一是决定于它的组成和结构，二是决定于它的加工工艺，三是决定于它的装药状态和使用条件。各种不同的及其使用领域，对其性能有不同的要求。本章主要介绍的密度、爆速、爆压、做功能力、猛度、殉爆距离、有毒气体产物等知识。

6.1 的密度

密度是，特别是实际使用的装药形式的一个很重要的性质。机械力学性能、爆炸性能和起爆传爆性能等均与密度有密切的关系。

6.1.1 理论密度

对于爆炸化合物，理论密度指纯物质的晶体密度，或称最大密度。

对于爆炸混合物，理论密度则取决于组成该混合各原料的密度。定义混合的理论密度等于各组分体积分数乘以各自密度的加权平均值，其表达式为：

（6-1）

式中 —的理论密度；—第组分的质量；—第组分的体积；

—第组分的理论（或最大）密度

的理论密度是指理论上可能达到的最大装药密度。实际上所得到的装药密度，不论采用何种装药工艺，均小于理论密度。

6.1.2 实际装药密度和空隙爆炸率

装药中总存在一定的空隙，空隙率可由下式定义：

（6-2）

而装药的实际密度可由下式求得：

（6-3）

式中：—装药的实际密度；—空隙率；V—装药的实际体积

例1、已知某=1.83，装药密度=1.61~1.69，求其空隙率。

解：=12.7%~7.8%

例2、某混合的组成及各组分的理论密度是：

金融写作

	/g	/
梯恩梯	30	1.654
	莫小奇和贝小贝 45	1.806
铝	20	2.69
蜡	5	0.90

该的装药密度是1.686,计算该的理论密度和空隙率。

解：根据（6-1）式，知：甲酸钾=100/56.045=1.784()

根据式（6-2）式，得：=(1－１.686/1.784)100%=5.49%

的实际密度除决定于品种外，还与它的加工工艺和装药条件有关。这主要是各固体组分的颗粒度及粒度分布、颗粒形式、表面情况、装药工艺及条件、附加物的作用及其它措施。例如，对于模压装药，密度与装药条件有关，加载压力是首要因素；但在一定加载压力作用下，的可塑性、流动性就起决定的作用，而这些往往受温度、颗粒情况、附加物等因素影响。表6-1列出了几种的装药密度随加载压力而变化的情况。

表6-1 装药密度与加载压力的关系（室温）

	1000	1500	2000	2500
钝化某高分子粘结钝黑铝	1.650 1.699	1.672 1.712 1.76	1.681 1.722 1.77	1.684 1.725 1.78

由表中数据可见，装药密度随加载压力增大而增加，最后分别趋近于它们的理论密度1.7224、1.780、1.850。

某高分子粘结在2000加载压力的模压条件下，药柱密度随药温变化的情况如表6-2所示。

表6-2 药柱密度与药温的关系

压药温度（℃）	20 40 50 60 70
装药密度（g/cm3）	1.7135 1.7224 1.7240 1.7246 1.7318

对于铸药，熔融组分在冷却凝固过程中，晶核形成和晶体生长速度应有适当控制。精细结晶可以获得较高密度，而粗大结晶只能得到较小密度。其中固体组分的颗粒规正、表面圆滑、粒度及其级配合理，加入表面活性剂和晶形改性剂，以及采用真空浇铸、加压或振动凝固等措施时，均有利于提高装药密度。例如，/梯恩梯65/35混合，用普通浇铸法装药密度为1.658，用振动浇铸法密度为1.689 ，而若用真空振动浇铸法装药时，密度可达1.730，此时的空隙率仅为1.13%。

对于主要用于军事目的的混合装药，在知道它们的理论密度和实际密度后，为了判断装药的质量，也可以对此的成型性能进行评价，常用比值来标志压装的可压性。

与此相反，对于某些工业或特种，为了提高起爆感度或者降低爆轰性能参数，常通过向内引入气体的办法来降低密度，例如在、浆状、泡沫内加入微气泡。

6.2 的爆速

的爆速是它的重要爆轰参数之一，也是它的重要性能指标。爆速是目前能准确测量的

功能减退爆轰参数，而且它与其它性能，如爆轰压、猛度等密切相关，因此爆速是衡量爆炸能力的重要指标之一。对爆速的研究和测试是爆炸理论的重要内容。

经过第四章的学习已经知道：爆轰过程是爆轰波沿装药一层一层地进行自动传播的过程。从本质上讲，爆轰波就是沿传播的强冲击波。爆轰波与一般冲击波的区别，主要在于爆轰波传播时受到高温高压作用而产生高速爆轰化学反应，放出巨大能量，放出的部分能量又支持爆轰波对下一层未反应的进行强烈冲击压缩，因而爆轰波可以不衰减地稳定地传播下去。在一定条件下，爆轰波以一定的速度进行传播。爆轰波在中传播的速度叫做爆轰速度，简称爆速，其单位是。

一般所说的爆速，就是在稳定条件下的爆速。文献和书刊中给出的爆速实测值，均为在一定条件下稳定爆轰的爆速值。

单体、猛混合物和某些混合的爆速有较大的差异。由于单体、猛混合物的极限直径较小，在一般使用条件下，其爆轰大多处于理想爆轰的状态，爆速的数值除装药密度之外，主要决定于本身的结构和性质。对于混合，特别是由较大比例的惰性添加剂组成的混合，以及绝大部分工业，它们的极限直径和临界

直径都较大。在一般使用条件下，装药或药包的直径大多处于极限直径以下、临界直径以上的范围。的爆轰处于非理想爆轰状态，所以其爆速的影响因素比单体要复杂得多。

6.2.1 爆速的经验计算

在爆轰参数的计算中，爆速和爆压是最重要的两个特性参数。界除应用发展起来的状态的确方程和计算机技术对爆轰性能进行理论上全面和准确的预报外，还总结、研究了许多计算爆速和爆压的经验和半经验方法。这些经验计算方法快速有效，精度符合要求，为合成、设计提供了得心应手的武器。

A、Kamlet公式

康姆莱特（Kamlet M J）等人根据BKW Ru by代码的计算结果和爆速实验数据的分析，归纳出计算爆速和爆压的简易经验公式。

康姆莱特认为的爆速可以简化地归结为以下四个参数的关系上，即单位质量的爆轰气体产物的摩尔数、爆轰气体产物的平均摩尔质量、爆轰反应的化学能（爆热）和装药

密度。前面三个参数直接决定于的爆炸反应，的爆炸反应是一个很复杂的反应，第二章虽已对不同氧平衡的提出了一些经验估算方法，但每种方法均有很大局限性，只能进行近似估算。康姆莱特的进一步研究表明，虽然这三个参数均随着爆炸反应式的不同而有很大变化，但按用不同方法确定的反应式进行计算时，爆热高时气态产物的物质的量就小，爆热低时气态产物的物质的量就大，也就是说爆炸反应式对这三个参数的综合影响是不敏感的，他们称这种现象为缓冲平衡。康姆莱特提出的计算爆速的经验公式是：

（6-4）

其中：

式中：—密度为时的爆速，；—装药密度，；

N—每克爆轰时生成气态产物的物质的量；

M—气体爆轰产物的平均摩尔质量；—的特性值

Q—汤加利每克的爆炸化学能，即单位质量的最大爆热，；