Взрыв

Взрыв — мгновенное выделение большой энергии в небольшом объёме, приводящее к резкому расширению газов. Взрывы классифицируют по происхождению выделившейся энергии на химические, взрывы ёмкостей под давлением (баллоны, паровые котлы), ядерные, электрические (например при грозе) и пр. Химический взрыв отличается от горения, тем, что процесс выделения энергии идёт с образованием сильной ударной волны. При взрыве сгорание взрывчатого вещества должно иметь детонационный характер, то есть вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны (а не путём теплопроводности и диффузии как при медленном горении). Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс как правило имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры. Чёрный порох состоит из механической смеси сгорающего вещества (угольная пыль) и окислителя (селитра).

Высокоэффективные взрывчатые вещества, нередко, содержат кислород в составе своих собственных молекул, притом, их молекулы, по сути метастабильные образования. При сообщении такой молекуле достаточной энергии (энергии активации) она самопроизвольно разваливается на продукты горения, с выделением энергии, большей энергии активации. Подобными свойствами обладают молекулы тринитроглицерина, тринитротолуола, нитраты целлюлозы (бездымный порох) и т. п.

Оценка энергии взрыва

При приблизительной оценке энергии мощного взрыва можно использовать то, что давление это, в сущности, объёмная плотность энергии. Поэтому зная перепад давлений в ударной волне, необходимый для производства данных разрушений и объём области разрушений можно посчитать энергию взрыва как произведение перепада давления на объём. Например, оценка энергии взрыва тунгусского метеорита легко получается из площади вывала леса. Действительно, из того, что ураганный ветер (50 м/с) легко валит деревья, получаем оценку перепада давления, потребного на повал дерева ρ v2/2~1 кг/м3 2500 м22/2~ 1 кПа Площадь вывала леса 2000 км2 .Поскольку поперечные размеры области вываленного леса заметно больше толщины тропосферы (10 км) и взрывная волна, скорее всего, будет отражаться назад от области низкой плотности. Получаем оценку объёма, затронутого взрывом ~20000 км3=2 1013м3. Полная энергия, т.о. 2 1019Дж, переводя в тонны тротилового эквивалента получаем ~5 1010 т.т.э=50 мегатонн тротилового эквивалента.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home