全国工程爆破技术人员统一培训内容.pptx
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
反应放出的热量大于热传导所散失的热量，就能使该体系发 生热积聚。从而使反应自动加速，最后导致爆炸。
爆炸是系统内部温度渐增的结果。
放热是随着温度的变化率应超过散热量随温度的变化率。
T
T0
E RT02
1
T——爆炸温度；R——气体常数；E——炸药分子活化能；
T0——环境温度；
2
2
1
1
Βιβλιοθήκη Baidu
1、2 2、3
2 1
❖ 分类
物理爆炸、化学爆炸、核爆炸
1）物理爆炸：只是物质形态发生变化，而化学成分和性质 没有改变的爆炸现象。
2）化学爆炸：在爆炸前后，不仅发生物态的急剧变化，而 且物质的化学成分也发生改变的反应。
3）核爆炸：由核裂变或核聚变释放出巨大能量所引起的爆 炸现象。
❖ 爆炸定义
爆炸——是某一物质系统在发生迅速的物理和化学变化时， 系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为 对周围介质做功，同时伴随有强烈放热、发光和 声响等效应的过程。
全国工程爆破技术人员统一培训教材——
爆破设计与施工
(2) 中国工程爆破协会 编 汪旭光院士 主编 冶金工业出版社
第2章 爆炸与炸药的基本理论
2.1 基本概念 2.2 炸药的起爆和感度 2.3 炸药的爆轰理论 2.4 炸药的氧平衡与热化学参数 2.5 炸药的爆炸性能
❖ 重点：1、炸药化学爆炸的条件和基本形式； 2、炸药的氧平衡； 3、炸药起爆理论； 4、冲击波基本概念； 5、爆轰波稳定传爆的条件和影响因素； 6、炸药爆炸的动、静作用及表示。
由于爆炸反应的速度极高，反应结束瞬间， 其能量几乎全部聚集在炸药爆炸前所占据的体积 内，因而能够达到很高的能量密度。炸药发生爆 炸变化所达到的能量密度比一般燃料燃烧时达到 的能量密度要高数百至数千倍。正是由于这个原 因，爆炸过程才具有巨大的作功能力和强烈的破 坏效应。
可见，放出热量，生成气体产物和反应的高 速度是形成爆炸反应的三个充要条件。
燃放鞭炮
炸药爆炸
核爆炸
2.1.2 化学爆炸的三要素（基本特征）
反应的放热性
（高温）
三要素
生成大量气体产物 （高压） 反应和传播的高速性 （高速）
1）反应的放热性
放出热量是爆炸得以进行的首位必要条件。是使反应独立地、高速地 进行的必须能源。下面以硝酸铵的不同化学反应为例：
常温下分解： NH4NO3 —NH3 + HNO3－170.7kJ
炸药——是一种相对安定的物质系统，在一定 条件下能够发生快速化学反应，放出能量，生成 气体产物，并显示爆炸效应的化合物或混合物。 一般有四种元素组成：C、H、N、O
2.1.3 炸药化学变化的形式
炸药爆炸不是炸药化学变化的唯一形式。
缓慢分解 燃烧 爆炸 （爆轰）
爆炸：炸药的爆炸过程与燃烧过程类似，化学反应也只是在反应区内进 行并在炸药内按一定速度一层层地自行传播。反应区的传播速度称为爆 速。在炸药的爆炸过程中，若爆速保持定值，就称为稳定爆炸，又称为 爆轰（detonation）。否则称为不稳定爆炸。
2）生成大量气体产物
炸药爆炸放出的热量必须借助气体介质才能转化为机械 功。因此，生成气体产物是炸药作功不可缺少的条件。如果 物质的反应热很大，但没有气体产物形成，就不会具有爆炸 性。
例如铝热剂反应： 3Al ＋Fe2O3 ——Al2O3 ＋2Fe ＋ 841KJ
此反应的速度很快，反应的热效应可以使产物温度升到3000℃，使其呈 熔融状态，但因为没有气态产物生成，而不发生爆炸。只是高温产物逐 渐地将热量传导到周围介质中去，慢慢冷却凝固。 炸药爆炸放出的热量不可能全部转化为机械功，但生成气体数量越多， 热量利用率也越高。
起爆能形式： A 热能 利用加热形式使炸药发生爆炸。能够引起炸药爆炸的加热 温度称为起爆温度。 B 机械能 通过机械作用使炸药爆炸。撞击、摩擦，实质上是机械能 转化为热能。 （预防事故） C 爆炸能 用某些炸药来起爆另外一些炸药， 如：雷管，导爆索，中继药包。
3）起爆机理
（1）热能起爆理论
要点：在一定的温度、压力和其他条件下，如果一个体系
3
以上三种形式可以相互转化。
燃烧与爆轰的区别：
1）燃烧靠热传导传递能量,受环境条件的影响较大；而爆 轰靠冲击波传递能量和激起化学反应,基本上不受环境条 件的影响；
2）燃烧的产物与反应方向相反而爆轰相同； 3）燃烧是亚音速的而爆轰是超音速的。
§2.2 炸药的起爆与感度
2.2.1 炸药的起爆机理 1）起爆——引起炸药发生爆炸的过程称为起爆。 2）起爆能——将外界施加给炸药某一局部而引起炸 药爆炸的能量称为起爆能。 活化能：能够使炸药分子转换为活化分子，并能维 持持续化学反应的能量叫活化能。
加热至200℃左右： NH4NO3 —0.5 N2 + NO + 2 H2O+36.1kJ 或 NH4NO3 —→N2O + 2 H2O+ 52.4kJ
起爆药柱引爆：
NH4NO3 —N2 + 2H2O + 0.5O2 + 126.4kJ
常温下，硝酸铵的分解是一个吸热反应，不能发 生爆炸；但加热到200℃左右时，分解反应为放热反 应，如果放出的热量不能及时散失，炸药温度就会不 断升高，促使反应速度不断加快和放出更多的热量， 最终就会引起炸药的燃烧和爆炸；如果用起爆药柱 （primer cartridge）引爆时，硝酸铵发生剧烈的 放热反应，即刻爆炸。可见，只有放热反应才可能具 有爆炸性。
❖ 难点：1、冲击波与爆轰波的概念； 2、炸药起爆理论； 3、炸药的热化学参数。
§2.1 基本概念
2.1.1 爆炸现象及分类 ❖ 爆炸现象
是某一物理系统在发生迅速的物理和化学变化时，系统本 身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做功， 同时伴随有强烈放热、发光和声响等效应的过程。
例如：锅炉爆炸、原子弹爆炸、放鞭炮、自行车炸胎等。
3）反应的高速度 反应的高速度是爆炸过程区别于一般化学反应过程的重要
标志。化学反应具备了放热性并不一定能够发生爆炸。
例如：1kg煤完全燃烧时放出的热量为8912kJ ，但因燃烧速 度太低而不可能形成爆炸。 1kg梯恩梯炸药爆炸时放出的热量虽 然只有4226kJ ， 但其爆炸反应的时间只需十几到几十ms ，因而 形成爆 炸反应。
爆炸是系统内部温度渐增的结果。
放热是随着温度的变化率应超过散热量随温度的变化率。
T
T0
E RT02
1
T——爆炸温度；R——气体常数；E——炸药分子活化能；
T0——环境温度；
2
2
1
1
Βιβλιοθήκη Baidu
1、2 2、3
2 1
❖ 分类
物理爆炸、化学爆炸、核爆炸
1）物理爆炸：只是物质形态发生变化，而化学成分和性质 没有改变的爆炸现象。
2）化学爆炸：在爆炸前后，不仅发生物态的急剧变化，而 且物质的化学成分也发生改变的反应。
3）核爆炸：由核裂变或核聚变释放出巨大能量所引起的爆 炸现象。
❖ 爆炸定义
爆炸——是某一物质系统在发生迅速的物理和化学变化时， 系统本身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为 对周围介质做功，同时伴随有强烈放热、发光和 声响等效应的过程。
全国工程爆破技术人员统一培训教材——
爆破设计与施工
(2) 中国工程爆破协会 编 汪旭光院士 主编 冶金工业出版社
第2章 爆炸与炸药的基本理论
2.1 基本概念 2.2 炸药的起爆和感度 2.3 炸药的爆轰理论 2.4 炸药的氧平衡与热化学参数 2.5 炸药的爆炸性能
❖ 重点：1、炸药化学爆炸的条件和基本形式； 2、炸药的氧平衡； 3、炸药起爆理论； 4、冲击波基本概念； 5、爆轰波稳定传爆的条件和影响因素； 6、炸药爆炸的动、静作用及表示。
由于爆炸反应的速度极高，反应结束瞬间， 其能量几乎全部聚集在炸药爆炸前所占据的体积 内，因而能够达到很高的能量密度。炸药发生爆 炸变化所达到的能量密度比一般燃料燃烧时达到 的能量密度要高数百至数千倍。正是由于这个原 因，爆炸过程才具有巨大的作功能力和强烈的破 坏效应。
可见，放出热量，生成气体产物和反应的高 速度是形成爆炸反应的三个充要条件。
燃放鞭炮
炸药爆炸
核爆炸
2.1.2 化学爆炸的三要素（基本特征）
反应的放热性
（高温）
三要素
生成大量气体产物 （高压） 反应和传播的高速性 （高速）
1）反应的放热性
放出热量是爆炸得以进行的首位必要条件。是使反应独立地、高速地 进行的必须能源。下面以硝酸铵的不同化学反应为例：
常温下分解： NH4NO3 —NH3 + HNO3－170.7kJ
炸药——是一种相对安定的物质系统，在一定 条件下能够发生快速化学反应，放出能量，生成 气体产物，并显示爆炸效应的化合物或混合物。 一般有四种元素组成：C、H、N、O
2.1.3 炸药化学变化的形式
炸药爆炸不是炸药化学变化的唯一形式。
缓慢分解 燃烧 爆炸 （爆轰）
爆炸：炸药的爆炸过程与燃烧过程类似，化学反应也只是在反应区内进 行并在炸药内按一定速度一层层地自行传播。反应区的传播速度称为爆 速。在炸药的爆炸过程中，若爆速保持定值，就称为稳定爆炸，又称为 爆轰（detonation）。否则称为不稳定爆炸。
2）生成大量气体产物
炸药爆炸放出的热量必须借助气体介质才能转化为机械 功。因此，生成气体产物是炸药作功不可缺少的条件。如果 物质的反应热很大，但没有气体产物形成，就不会具有爆炸 性。
例如铝热剂反应： 3Al ＋Fe2O3 ——Al2O3 ＋2Fe ＋ 841KJ
此反应的速度很快，反应的热效应可以使产物温度升到3000℃，使其呈 熔融状态，但因为没有气态产物生成，而不发生爆炸。只是高温产物逐 渐地将热量传导到周围介质中去，慢慢冷却凝固。 炸药爆炸放出的热量不可能全部转化为机械功，但生成气体数量越多， 热量利用率也越高。
起爆能形式： A 热能 利用加热形式使炸药发生爆炸。能够引起炸药爆炸的加热 温度称为起爆温度。 B 机械能 通过机械作用使炸药爆炸。撞击、摩擦，实质上是机械能 转化为热能。 （预防事故） C 爆炸能 用某些炸药来起爆另外一些炸药， 如：雷管，导爆索，中继药包。
3）起爆机理
（1）热能起爆理论
要点：在一定的温度、压力和其他条件下，如果一个体系
3
以上三种形式可以相互转化。
燃烧与爆轰的区别：
1）燃烧靠热传导传递能量,受环境条件的影响较大；而爆 轰靠冲击波传递能量和激起化学反应,基本上不受环境条 件的影响；
2）燃烧的产物与反应方向相反而爆轰相同； 3）燃烧是亚音速的而爆轰是超音速的。
§2.2 炸药的起爆与感度
2.2.1 炸药的起爆机理 1）起爆——引起炸药发生爆炸的过程称为起爆。 2）起爆能——将外界施加给炸药某一局部而引起炸 药爆炸的能量称为起爆能。 活化能：能够使炸药分子转换为活化分子，并能维 持持续化学反应的能量叫活化能。
加热至200℃左右： NH4NO3 —0.5 N2 + NO + 2 H2O+36.1kJ 或 NH4NO3 —→N2O + 2 H2O+ 52.4kJ
起爆药柱引爆：
NH4NO3 —N2 + 2H2O + 0.5O2 + 126.4kJ
常温下，硝酸铵的分解是一个吸热反应，不能发 生爆炸；但加热到200℃左右时，分解反应为放热反 应，如果放出的热量不能及时散失，炸药温度就会不 断升高，促使反应速度不断加快和放出更多的热量， 最终就会引起炸药的燃烧和爆炸；如果用起爆药柱 （primer cartridge）引爆时，硝酸铵发生剧烈的 放热反应，即刻爆炸。可见，只有放热反应才可能具 有爆炸性。
❖ 难点：1、冲击波与爆轰波的概念； 2、炸药起爆理论； 3、炸药的热化学参数。
§2.1 基本概念
2.1.1 爆炸现象及分类 ❖ 爆炸现象
是某一物理系统在发生迅速的物理和化学变化时，系统本 身的能量借助于气体的急剧膨胀而转化为对周围介质做功， 同时伴随有强烈放热、发光和声响等效应的过程。
例如：锅炉爆炸、原子弹爆炸、放鞭炮、自行车炸胎等。
3）反应的高速度 反应的高速度是爆炸过程区别于一般化学反应过程的重要
标志。化学反应具备了放热性并不一定能够发生爆炸。
例如：1kg煤完全燃烧时放出的热量为8912kJ ，但因燃烧速 度太低而不可能形成爆炸。 1kg梯恩梯炸药爆炸时放出的热量虽 然只有4226kJ ， 但其爆炸反应的时间只需十几到几十ms ，因而 形成爆 炸反应。