炸药爆炸基本理论PPT课件

在一定条件下（温度、压力等）若炸药因热分解的作
用下，反应放出的热量大于热传导（向外）所散失的热量
，就能使炸药的内部发生热积累，从而使反应自动加速，
温度升高，反应更快，温度更高，如此循环发展最后导致
爆炸。
炸药发生爆炸的条件有两个：一是放热量大于散热量
，即炸药中能产生热积累；二是炸药受热分解反应的放热
速度大于环境介质的散热速度。只有这样，才能使炸药内
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的温度不断上升，引起炸药的自动加速反应和导致爆炸。
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3.2 炸药的起爆和感度
3.2.1 炸药的起爆机理
机械能起爆机理
➢机械能起爆机理
先后出现了“热学说”、“摩擦化学假说”和“热点学
说”，较为公认的是“热点学说”。
热点学说认为，当炸药受到撞击或摩擦时，机械能首先
转化成热能，由于产生的热来不及均匀地分布到全部试样上
爆轰
爆轰：炸药最大的反应速度稳定的爆炸称为爆轰。 因此爆炸与爆轰并无实质区别，只是传播速度不同而已。 爆轰是炸药化学反应最.充分的一种，释放的能量最多。 11
3.1 爆炸和炸药的基本概念
燃烧与爆轰的特征比较
变化过程
燃烧
爆
轰
传 播速度 传播的性质
每秒几毫米至几米（低于炸 药中音速），受外界压力影 响大
NH4NO3 →0.5N2 + NO + 2H2O+36.1kJ 或 NH4NO3 →N2O + 2H2O+52.4kJ ➢起爆药柱引爆：
NH4NO3 →N2 + 2H2O + 0.5O2
+126.4kJ
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
以煤的燃烧为例：
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，燃烧产生的能量通过热传导和热辐射不 断散失，所以不可能形成爆炸。
爆炸 炸药
物理爆炸（不发生化学变化 ） 化学爆炸（有新的物质生成 ） 核爆炸 （核裂变或核聚变 ）
在一定条件下，能够发生快速化学反应，
放出热量，生成气体产物，显示爆炸效应的
化合物或混合物. 。
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
二、炸药爆炸的三要素：
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， 因而会形成爆炸反应。
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
以铝热剂反应为例：
❖ 2Al+Fe2O3→Al2O3+2Fe+828kJ
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。
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
三、炸药化学变化的形式：
（一） 缓慢分解
炸药的缓慢分解是一个很复杂的反应过程，其主要特点是：炸
药内的各点温度相同；在全部炸药内反应同时进行，没有集中的反
应区；分解时，既可以吸热，也可以放热，决定于炸药的类型和环
境温度。但当温度较高时，所有炸药的分解反应都伴随有热量放出。
2).机械能-------起爆枪
3).爆轰冲能--------雷管引爆炸药
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3.2 炸药的起爆和感度
3.2.1 炸药的起爆机理
2、炸药的起爆机理 热能起爆机理、机械能起爆机理、爆轰冲能起爆 机理。
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炸药爆炸反应能量变化图
3.2 炸药的起爆和感度
3.2.1 炸药的起爆机理
热能起爆机理
➢ 热能起爆机理
速保持定值，就称为稳定爆炸，.又称为爆轰。
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
三、炸药化学变化的形式：
缓慢分解（热分解）、燃烧、爆炸及爆轰。
热分解 燃烧 爆炸
在常温常压下，炸药会自行分解。当温度升高 到一定值时，可能会转化成燃烧，甚至爆炸。 在火焰和其他热源作用下，炸药可以燃烧。且 在一定条件下燃烧是稳定的，只要压力、温度 不变，燃烧不会改变，直至燃尽。 炸药高速放热、产生气体的反应称为爆炸。
热传导、扩散、辐射
每秒几百米至几千米（ 高于炸药中音速）受外 界压力影响小
冲击波
对外界的作用 产物运动方向
燃烧点压力升高不大，在一 定条件下才对周围介质产生 爆破作用
与波阵面的运动方向相反
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爆炸点有剧烈的压力突 跃，无须封闭系统便能 对周围介质产生强烈的 爆破作用
与波阵面的运动方向一 致
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3.2 炸药的起爆和感度
《 工 程 爆 破》
主讲：解立波
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第三章 炸药爆炸基本理论
3.1 爆炸和炸药的基本概念 3.2 炸药的起爆和感度 3.3 炸药的传爆 3.4 炸药的氧平衡 3.5 炸药的爆破性能
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
一、爆炸的定义与分类：
爆炸是指在有限的体积内能量发生急剧转化的物理、化 学过程。在该变化过程中，伴随着能量的快速转化，物质某 种形式的内能转化为机械压缩能、光、热辐射等，且使原来 的物质或其变化产物、周围介质产生机械运动。
（二）炸药的燃烧
炸药的燃烧与其他可燃物燃烧有着本质的区别，不需要外界
供氧或其他助燃气体的供给，依靠自身所含的氧进行反应，几乎不
受环境影响。分类：1、稳定燃烧。2、不稳定燃烧。
（三）炸药的爆轰
炸药爆炸的过程与燃烧过程相类似，化学反应也只在局部区
域内进行并在炸药中传播，反应区的传播速度称为爆炸速度。若爆
3.2.1 炸药的起爆机理
炸药是具有一定稳定性的物质，如果没有任何外部能量 的作用，炸药可以保持它的平衡状态。为了使炸药爆炸变为 现实，还必须给炸药以一定的外作用。
1、起爆与起爆能
炸药在外界能量作用下发生爆炸反应的过程称为起爆。
足以引起炸药爆炸的外加能量，叫做起爆能。
炸药起爆能一共有三种：
1).热能-------导火索
，故在小的局部范围内聚集形成小点，在小点处发生热分解
，又因为分解的放热性，分解速度迅速增加，小点内形成强
烈反应，结果引起部分炸药或全部炸药爆炸。
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反应的放热性
炸药爆炸必须的能 源 （吸热反应或 放热不足都不能形 成爆炸---硝酸铵）
反应过程的高 速度
爆炸反应区别一般 化学反应的重要标 志
生成大量气体 产物
炸药爆炸对外做功 的媒介
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3.1 爆炸和炸药的基本概念
以硝酸铵的不同化学反应为例：
➢常温下分解：
NH4NO3 →NH3 + HNO3－170.7kJ ➢加热至200℃左右：