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
Источник:http://www-sbras.nsc.ru/ws/show_abstract.dhtml?ru+165+12183
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.
Литература
- Сильвестров В.В. О зависимости скорости детонации от плотности для ряда взрывчатых веществ. ФГВ.
2006. Т. 42. № 4.
- 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.