第二章炸药的爆炸性能及其参数
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尽管反应非常迅速，且放出很多的热量，反应放出的热 量足以把反应产物加热到3000K，但终究由于没有气体产物 生成，没有把热能转变为机械能的媒介，无法对外做功，所 以不具有爆炸性。
2.1.3 炸药化学反应基本形式
A
缓慢分解
反映炸药 的化学安 定性
B
燃烧与爆燃
对爆破材料的安 全生产,加工,运 输保管以及过期 变质炸药的销毁
热点形成的原因:
（ 1）炸药内部的空气间隙或者微小气泡等在机械作用下受到了绝热 压缩；
（ 2）受磨擦作用后，在炸药的颗粒之间、炸药与杂质之间以及炸药 与容器内壁之间出现的局部加热；
混合炸药氧平衡的计算
计算公式：
K 1 d 、 (2a b / 2)16100%
1000
或者
K ki xi
式中 ki
xi 分别为第 i 组分的氧平衡值和质量的百分数
氧平衡的三种类型
K>0
正氧平衡
K=0
零氧平衡
K<0
负氧平衡
混合炸药配方计算
含两种成分的混合炸药配比：
设x、y分别为炸药中氧化剂和可燃剂的配比，a、 b、c分别为这两种成分和混合后氧平衡值，则有 ：
爆热
单位质量炸药爆炸时所释放的热量称为爆热 （explosion heat）
(单位:J/kg 或kJ/kg )。 爆炸瞬间固体炸药变成气体产物，这些产物来不
及膨胀，爆炸已经结束，因而可以认为爆炸过程是定容过程。
爆温 (explosion temperature)指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度。
都很有必要
C
爆炸与爆轰
炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
爆轰 爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的最 大值 ，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。
2.2.1 炸药氧平衡与反应产物
炸药的 （Oxygen balance）
氧平衡
炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需 氧量之间的关系为氧平衡。 养系数---指炸药中含氧量与可燃元素充分氧化 所需氧量之比。 氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或 质量分数来表示。
爆炸的分类：
物理爆炸（不发生化学变化 ） 核爆炸 （核裂变或核聚变 ） 化学爆炸（有新的物质生成 ）
化学爆炸三要素
1
2
3
反应的放热性 反应过程的高 反应中生成大
速度
量气体产物
炸药爆炸必须 的能源
爆炸反应区别 一般化学反应 的重要标志
炸药爆炸对外 做功的媒介
铝热剂反★应
★
2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+828kJ
氧平衡的关系：
1.正氧平衡（含氧量多余时） 2.负氧平衡（含氧量不足） 3.零氧平衡（含氧量相等）
氧平衡的计算
令炸药的通式：
CaHbNcOd 则氧平衡的计算式（单质炸药）：
K 1 d (2a b / 2)16100%
M
式中
K 炸药的氧平衡值；
M 炸药的摩尔质量（g/mol）；
16 氧的摩尔质量（g/mol）
爆炸 压力
（explosion pressure）指当爆炸结束，爆炸产物在炸药初 始体积内达到热平衡后的流体静压值。
也有人将其定义为炮孔中装药爆炸完了瞬间炮孔壁上的 压力，故又称为炮孔压力。
2.3 炸药的起爆和感度
2.3.1 炸药的起爆 起 爆----炸药在外界能量作用下发生爆炸反应的过程。 起爆能----这种外界的能量称~ 工业炸药起爆能的三种形式： 1.热能（利用导火索的火焰或雷管） 2.机械做功（撞击、摩擦） 3.爆炸冲能（爆炸波和高温高压气体产生物流，引起其
x y 100%
xa yb c
例：
用硝酸铵、TNT和木粉配制零氧平衡的岩石炸药，试求出 其取值范围并选定一组配方。
解：
设1单位质量炸药中含硝酸铵为x，TNT为y，木粉为z。
已知各组中的氧平衡（查表）：硝酸铵20%，TNT-74%， 木粉-138%，按零氧平衡配制时应有：
x y z 100% 0.2x 0.74 y 1.38z 0
设y 0
得
x 87.34%
z
12.66%
再设z 0
得
x 78.72%
y
21.28%
三种成分的取值范围为: 硝酸铵 x 78.72 ~Baidu Nhomakorabea87.34% ,TNT y 0 ~ 21.28%
木粉 z 0 ~ 12.66%
可取TNT含量y=10%，代入上方程组解得： x 83.3%
z 6.7%
爆轰产物与有毒气体
（1）爆轰产物 ：
炸药爆轰时，化学反应区反应终了瞬间的化学反应产物 。它是计算 爆轰反应热效应的依据。
（2）爆炸产物 ：
爆轰产物的进一步膨胀，或同外界空气、岩石等其他物质相互作用，
发生新的反应、生成的新的产物 。
（3）有毒气体：
CO 、 H2S、SO2和氮氧化物
在计算有毒气体总量时，应将其他气体折算成CO含量；其中氮氧化 物的毒性系数为6.5，SO2、H2S的毒性系数为2.5。
影响有毒气体生成量的主要因素
A
炸药的氧平衡
B
化学反应的完全程度
生成H2S、SO2 等有毒气体
炸药外壳为涂蜡纸壳
C
D
爆破岩石内含硫
2.2.3 炸药热化学参数
1kg炸药爆炸生成气体产物换算为标准状态下的体积称为爆容 爆容 （specific volume）(单位:L/kg)。 爆容越大，炸药做功能力越强。
他炸药起爆） 炸药的起爆机理（原理）P17页图
热点起爆理论
热点起爆 理论
热点起爆理论又称热点学说
热点学说认为：炸药在受到机械作用时，绝大部分的机 械能量首 先转化为热能。由于机械作用不可能是均匀的，因 此，热能不是作用在整个炸药上，而只是集中在炸药的局部范 围内，并形成热点。在热点处的炸药首先发生热分解，同时放 出热量，放出的热量又促使炸药的分解速度迅速增加。如果炸 药中形成热点的数目足够多，且尺寸又足够大，热点的温度升 高到爆发点后，炸药便在这些点被激发并发生爆炸，最后引起 部分炸药乃至整个炸药的爆炸。
第二章 炸药爆炸基本理论
主要内容 ：
2.1 炸药及基本概念 2.2 炸药化学反应及热化学参数
2.3 炸药感度、起爆 2.4 炸药爆炸原理 2.5炸药爆轰理论 炸药爆 炸性能
2.1炸药及爆炸的基本概念
炸药 （explosive） ：
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，显示爆炸效应（explosive effect）的化合 物或混合物。
2.1.3 炸药化学反应基本形式
A
缓慢分解
反映炸药 的化学安 定性
B
燃烧与爆燃
对爆破材料的安 全生产,加工,运 输保管以及过期 变质炸药的销毁
热点形成的原因:
（ 1）炸药内部的空气间隙或者微小气泡等在机械作用下受到了绝热 压缩；
（ 2）受磨擦作用后，在炸药的颗粒之间、炸药与杂质之间以及炸药 与容器内壁之间出现的局部加热；
混合炸药氧平衡的计算
计算公式：
K 1 d 、 (2a b / 2)16100%
1000
或者
K ki xi
式中 ki
xi 分别为第 i 组分的氧平衡值和质量的百分数
氧平衡的三种类型
K>0
正氧平衡
K=0
零氧平衡
K<0
负氧平衡
混合炸药配方计算
含两种成分的混合炸药配比：
设x、y分别为炸药中氧化剂和可燃剂的配比，a、 b、c分别为这两种成分和混合后氧平衡值，则有 ：
爆热
单位质量炸药爆炸时所释放的热量称为爆热 （explosion heat）
(单位:J/kg 或kJ/kg )。 爆炸瞬间固体炸药变成气体产物，这些产物来不
及膨胀，爆炸已经结束，因而可以认为爆炸过程是定容过程。
爆温 (explosion temperature)指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度。
都很有必要
C
爆炸与爆轰
炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
爆轰 爆炸速度增长到稳定爆速（stationary detonation velocity）的最 大值 ，以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过程。
2.2.1 炸药氧平衡与反应产物
炸药的 （Oxygen balance）
氧平衡
炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需 氧量之间的关系为氧平衡。 养系数---指炸药中含氧量与可燃元素充分氧化 所需氧量之比。 氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或 质量分数来表示。
爆炸的分类：
物理爆炸（不发生化学变化 ） 核爆炸 （核裂变或核聚变 ） 化学爆炸（有新的物质生成 ）
化学爆炸三要素
1
2
3
反应的放热性 反应过程的高 反应中生成大
速度
量气体产物
炸药爆炸必须 的能源
爆炸反应区别 一般化学反应 的重要标志
炸药爆炸对外 做功的媒介
铝热剂反★应
★
2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+828kJ
氧平衡的关系：
1.正氧平衡（含氧量多余时） 2.负氧平衡（含氧量不足） 3.零氧平衡（含氧量相等）
氧平衡的计算
令炸药的通式：
CaHbNcOd 则氧平衡的计算式（单质炸药）：
K 1 d (2a b / 2)16100%
M
式中
K 炸药的氧平衡值；
M 炸药的摩尔质量（g/mol）；
16 氧的摩尔质量（g/mol）
爆炸 压力
（explosion pressure）指当爆炸结束，爆炸产物在炸药初 始体积内达到热平衡后的流体静压值。
也有人将其定义为炮孔中装药爆炸完了瞬间炮孔壁上的 压力，故又称为炮孔压力。
2.3 炸药的起爆和感度
2.3.1 炸药的起爆 起 爆----炸药在外界能量作用下发生爆炸反应的过程。 起爆能----这种外界的能量称~ 工业炸药起爆能的三种形式： 1.热能（利用导火索的火焰或雷管） 2.机械做功（撞击、摩擦） 3.爆炸冲能（爆炸波和高温高压气体产生物流，引起其
x y 100%
xa yb c
例：
用硝酸铵、TNT和木粉配制零氧平衡的岩石炸药，试求出 其取值范围并选定一组配方。
解：
设1单位质量炸药中含硝酸铵为x，TNT为y，木粉为z。
已知各组中的氧平衡（查表）：硝酸铵20%，TNT-74%， 木粉-138%，按零氧平衡配制时应有：
x y z 100% 0.2x 0.74 y 1.38z 0
设y 0
得
x 87.34%
z
12.66%
再设z 0
得
x 78.72%
y
21.28%
三种成分的取值范围为: 硝酸铵 x 78.72 ~Baidu Nhomakorabea87.34% ,TNT y 0 ~ 21.28%
木粉 z 0 ~ 12.66%
可取TNT含量y=10%，代入上方程组解得： x 83.3%
z 6.7%
爆轰产物与有毒气体
（1）爆轰产物 ：
炸药爆轰时，化学反应区反应终了瞬间的化学反应产物 。它是计算 爆轰反应热效应的依据。
（2）爆炸产物 ：
爆轰产物的进一步膨胀，或同外界空气、岩石等其他物质相互作用，
发生新的反应、生成的新的产物 。
（3）有毒气体：
CO 、 H2S、SO2和氮氧化物
在计算有毒气体总量时，应将其他气体折算成CO含量；其中氮氧化 物的毒性系数为6.5，SO2、H2S的毒性系数为2.5。
影响有毒气体生成量的主要因素
A
炸药的氧平衡
B
化学反应的完全程度
生成H2S、SO2 等有毒气体
炸药外壳为涂蜡纸壳
C
D
爆破岩石内含硫
2.2.3 炸药热化学参数
1kg炸药爆炸生成气体产物换算为标准状态下的体积称为爆容 爆容 （specific volume）(单位:L/kg)。 爆容越大，炸药做功能力越强。
他炸药起爆） 炸药的起爆机理（原理）P17页图
热点起爆理论
热点起爆 理论
热点起爆理论又称热点学说
热点学说认为：炸药在受到机械作用时，绝大部分的机 械能量首 先转化为热能。由于机械作用不可能是均匀的，因 此，热能不是作用在整个炸药上，而只是集中在炸药的局部范 围内，并形成热点。在热点处的炸药首先发生热分解，同时放 出热量，放出的热量又促使炸药的分解速度迅速增加。如果炸 药中形成热点的数目足够多，且尺寸又足够大，热点的温度升 高到爆发点后，炸药便在这些点被激发并发生爆炸，最后引起 部分炸药乃至整个炸药的爆炸。
第二章 炸药爆炸基本理论
主要内容 ：
2.1 炸药及基本概念 2.2 炸药化学反应及热化学参数
2.3 炸药感度、起爆 2.4 炸药爆炸原理 2.5炸药爆轰理论 炸药爆 炸性能
2.1炸药及爆炸的基本概念
炸药 （explosive） ：
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，显示爆炸效应（explosive effect）的化合 物或混合物。