МОДЕЛЬ ДЕТОНАЦИИ ЭМУЛЬСИОННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

А.Е. Медведев, А.Ю. Решетняк, В.М. Фомин

Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск

Предложен механизи детонации эмульсионных взрывчатых веществ с микросферами в зарядах конечного диаметра. Получена параметрическая зависимость скорости детонации от характеристик заряда. Объяснено, почему ширина зоны реакции растет с увеличением плотности заряда. Показано, что в точке Чепмена-Жуге не происходит полного выгорания эмульсии. Даны конечные формулы для скорости детонации, времени и ширины зоны реакции.

Эмульсионные взрывчатые вещества (ВВ) состоят из эмульсионной основы (аммиачная селитра, вода, минеральное масло и эмульгатора) и сенсибилизатора. В качестве сенсибилизатора используют полые микросферы (стеклянные шарики) размера около 100 микрон (от 20% до 70% по объему). Эмульсионные ВВ широко применяются в горнорудной промышленности.

Для эмульсионных ВВ характерна немонотонная зависимости скорости детонации от плотности заряда (в [1] это объясняется увеличением ширины зоны реакции).

Разработанная модель [2] детонации эмульсионных ВВ основана на двух гипотез: 1-ая - микросферы являются "горячими точками", в которых происходит инициализация реакции горения эмульсии; 2-ая - горение эмульсии происходит изнутри "сферы горения".

Зона реакции разделяется на две: 1) зона разрушения и схлопывания микросферы; 2) зона выгорания в "сфере горения". Находятся ширина 1-ой и 2-ой зон, времена схлопывания микросфер и горения эмульсии. Определяется скорость детонации D в заряде диаметра d_mb в зависимости от объемной доли m_mb и диаметра d_mb микросфер в виде

D = D(m_mb; tau_0, d_exp, d_mb).

Найдено, что ширина зоны реакции обратно пропорциональна кубическому корню от плотности заряда. Показано, что в точке Чепмена-Жуге не происходит полного выгорания эмульсии. Результаты согласуются с экспериментальными данными.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Президента РФ №НШ-9732.2006.1.

Перечень ссылок

[1] Сильвестров В.В. О зависимости скорости детонации от плотности для ряда взрывчатых веществ. ФГВ. 2006. Т. 42. № 4.

[2] Medvedev A.E., Reshetnyak A.Yu., Fomin V.M. Detonation of commercial emulsion explosives. Dependence on the charge diameter. In: XIII International Conference on the Methods of Aerophysical Research, Novosibirsk, Russia, 5-10 February, 2007, Pt I., 123-127.