4炸药的燃烧资料教程
炸药的燃烧
机理：燃烧产物来不及扩散，使反应区的 压力不断增加，导致燃速也增加， 当燃速达到临界值时，燃烧被破坏 转变为爆轰。
2.凝聚相炸药的燃烧转爆轰
燃烧转爆轰的过程大致分为4个阶段（可结合 小尺寸装药下的燃烧转爆轰来理解）
凝聚相炸药燃烧转爆轰的实验研究得出的结论 （5条）
4.5影响炸药燃烧速度的因素
炸药燃烧过程是以燃烧反应波的形式传 播的，燃烧波在传播中反应区的能量是通过 热传导、辐射以及燃烧气体产物的扩散作用 向下层传播的，因此燃烧传播速度与炸药性 质、压力、初始温度、装药直径和密度以及 有无外壳等因素有关。
4.5.1炸药性质的影响
主要分为4个方面： (1)炸药的化学反应速度和从反应区到原炸药
层的热传导速度 (2)炸药本身的热传导系数 (3)炸药的挥发性 (4)炸药组成的配比（混合炸药）
4.5.2压力的影响
炸药燃速随压力增大的原因： 1.压力大，气相活化分子的碰撞机会大，气
相反应速度大； 2.压力大，气相高温产物向凝聚相炸药内部
渗透作用增大
4.5.2压力的影响
1.起爆药的燃烧 低于1个大气压时可以稳定燃烧，u=a+bP, 高于1个大气压由燃烧转为爆轰
2.猛炸药的燃烧 一定压力范围可以稳定燃烧，u=a+bP，低 压下不能燃烧，如压力小于0.0067MPa
4.5.2压力的影响
3.火药的燃烧 (1)无烟火药
u abpn
(2)有烟火药
4.5.5装药直径的影响
同稳定爆轰类似，存在临界直径，即能保证 炸药稳定燃烧的最小装药直径。 原因：小直径装药的炸药在燃烧中，散热的
比表面增大，增大了热量从药柱侧表 面的散失。
4.5.6装药密度的影响
装药密度增大，炸药燃烧速度减小。 原因：密度增大会导致炸药颗粒间的空隙减
炸药理论 第1章
燃烧与爆轰的区别
1.4 炸药的分类
按组成分类
主要有2大类即爆炸化合物（单体炸药，又称分子 内炸药）和爆炸混合物（混合炸药，又称分子间炸药） 两大类。
按用途分类
分为四大类，即起爆药、猛炸药、烟火药和火药。
➢ 单体炸药和混合炸药
分子内含有氧化性基团和可燃元素——分子内炸药，氧化性 基团包括：-C≡C、=N-X、-N=C、=N-O、-NO2等；可燃性元素 包括碳、氢、硼等元素。对单体炸药按分子结构特征（基团）分 类。
➢ 自供氧的物质
炸药的燃烧和爆轰是分子或组成内组分之间的化学反应，不 需要外界供给氧。因此当炸药着火时，隔氧法灭火不仅不起作用， 反而可能造成燃烧转爆轰，导致更为严重的后果。
1.3 炸药的化学变化
随反应方式和环境条件的不同，炸药的化学变化三种 形式：热分解、燃烧、爆轰。 ➢ 缓慢的化学变化-热分解（thermal analysis)
• 起爆药由点火到稳定爆轰在毫米距离完成，起爆药对机械 作用比较敏感，但将其装在一个金属壳体内却相当安全。
• 常见的起爆药有叠氮化铅Pb(N2)2、雷汞Hg(ONC)2、三硝 基间苯二酚铅(史蒂夫酸铅，lead styphnate)、 C6H(NO)3O2Pb、二硝基重氮酚C6H2(NO2)2ON2等等。
第1章 绪论
➢ 1.1 爆炸 ➢ 1.2 炸药及其特点 ➢ 1.3 炸药的化学变化 ➢ 1.4 炸药的分类 ➢ 1.5 炸药发展简史和应用 ➢ 1.6 炸药理论的任务
1.1 爆炸
定义：爆炸是指在有限体积内能量发生急剧转化的 物理、化学过程 。在该变化的过程中，内能迅速 地转化为机械压缩能、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。
➢ 反应的高速率
第一章炸药爆炸基本理论PPT课件
热点形成的原因:
2024/10/16
（ 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；
（3） 炸药由于黏滞性流动而产生的热点。
可编辑
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第二节 炸药氧平衡与热化学参数
▪ 2-1 炸药主要组成元素：C H O N ▪ 爆轰产物 ：
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热点起爆 理论
1-4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。
1 炸药温度的影响
影响炸 药感度 的因素
2 炸药物理状态与晶体形态的影响 3 炸药颗粒度的影响 4 装药密度的影响
5 附加物的影响
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3-6聚能效应－现象
聚能现象
聚能装药
聚能效应应用
水面聚能流的形成
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聚能现象
聚能效应－装药
聚能装药
装药前端有空穴时聚能流的形成
xQx
yQy
Qb
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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（specific 爆容 volume）(单位:L/kg)。 爆容越大，炸药做功能力越强。
4 炸药的起爆与感度
4炸药的起爆与感度炸药是一种含能物质，可以发生高速的化学反应，放出大量的热能，并伴随着产生高温、高压气体。
作为一种亚稳态物质，在一定的条件下储存、处理、运输时，发生化学反应的速度可以小到忽略不计。
但在某些条件下，其化学反应的速度可以达到较高的水平，反应放出热量的自身加热作用能进一步增加反应速度，最后导致爆炸。
炸药虽是一种爆炸物质，但它必须具有一定的稳定性，要在一定的外界条件作用下才能发生爆炸变化。
激发炸药发生爆炸的过程称为起爆。
在外界条件作用下使炸药活化并发生爆炸反应所需的活化能称为起爆能或初始冲能。
不同的炸药，所需的初始冲能是不同的。
如碘化氮（NI3）只要用羽毛轻微触动就会爆炸；而梯恩梯炸药，当用步枪子弹贯穿时，也不爆炸。
炸药在外界作用（激发）下发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
炸药的感度用引起炸药发生爆炸变化所必须的最小初始冲能表示。
所需的最小初始冲能愈大，则表示炸药的感度愈低；反之，最小初始冲能愈小，则感度愈高。
引起炸药发生爆炸变化的外界作用（能量）的类型很多，通常主要有以下几种：（1）热能：直接加热、火焰，火花等；（2）机械能：撞击、摩擦、针刺、枪击等；（3）炸药的爆炸能：雷管或炸药直接作用、冲击波作用等；（4）电能：电热、电火花、静电等；（5）化学能：高热化学反应放出的热量；（6）光能：激光等。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
同一种炸药对各种不同作用的感度之间没有一个相当的换算关系。
实用中要求炸药有一个适当的感度，即感度不能太高，也不能太低。
感度太高使用不安全，而感度太低会造成起爆困难。
炸药对于各种外界作用的感度是有选择性的，即一种炸药对某一种外界作用较敏感，而对其它一些作用则较迟钝。
如叠氮化铅对机械能作用比对热能作用更敏感，它的热感度比梯恩梯低，而机械感度比梯恩梯要高得多。
了解炸药的感度对于实际工作有着极其重要的意义。
对一般猛炸药来讲，在生产、储存、运输和使用过程中，不应发生意外的爆炸。
简述火药燃烧的过程及原理
简述火药燃烧的过程及原理
火药燃烧的过程及原理是指火药在火源的作用下开始燃烧并产生爆炸的化学反应。
火药是一种由硝酸钾、炭和硫组成的混合物，其中硝酸钾是氧化剂，炭和硫则是还原剂。
火药的燃烧过程可以分为以下几个阶段：
1. 引爆阶段：火药受到火源（如明火、火花等）的引燃，有燃点低的组分率先燃烧，产生大量的热能和火焰。
2. 发火阶段：引爆后，火药中的硫和一部分炭开始燃烧，产生大量的热量。
硫燃烧的反应式为：S + O2 →SO2。
同时，硝酸钾在高温下分解产生氧气，氧气与炭反应生成二氧化碳：2KNO3 →2KNO2 + O2；C + O2 →CO2。
这些反应释放出的大量气体使火药形成高压气体环境。
3. 燃烧阶段：火药中的氧气与剩余的炭和硫继续反应，生成一系列的气体和化合物。
这些反应放出的热能和气体的产生使火药的燃烧得到维持和加剧。
炭燃烧的反应式为：C + 2O2 →CO2。
4. 爆炸阶段：在燃烧阶段产生的高温、高压环境下，火药内的气体迅速膨胀并产生冲击波，形成爆炸。
同时，还会产生大量的光、热和声能，产生爆炸的效应。
总结起来，火药的燃烧过程是一个氧化还原反应的过程。
通过火源的引燃，火药中的硝酸钾分解产生氧气，与炭和硫发生反应，生成CO2、SO2等燃烧产物，释放出大量热能和气体，最终形成爆炸效应。
炸药的燃烧ppt课件
稳定燃烧：燃速不变 不稳定燃烧：转为爆轰
熄灭
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4.3凝聚炸药的燃烧
不同类型的凝聚相炸药，燃烧反应的相 态不同，从而燃烧的历程也大不相同。 4.3.1易挥发性炸药的燃烧 易挥发性炸药：沸点或升华温度低于凝聚相
中快速化学反应温度的炸药。
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4.3.1易挥发性炸药的燃烧
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4.1.1燃烧转爆轰现象 1.可燃性混合气体的燃烧转爆轰（略） 2.凝聚相炸药的燃烧转爆轰
机理：燃烧产物来不及扩散，使反应区的 压力不断增加，导致燃速也增加， 当燃速达到临界值时，燃烧被破坏 转变为爆轰。
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2.凝聚相炸药的燃烧转爆轰
燃烧转爆轰的过程大致分为4个阶段（可结合 小尺寸装药下的燃烧转爆轰来理解） 凝聚相炸药燃烧转爆轰的实验研究得出的结论 （5条）
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难挥发性炸药的燃烧反应是在凝聚相内 进行的。
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4.3.2难挥发性炸药的燃烧
根据难挥发性炸药自身的特点，它的燃 烧过程可分为三个阶段：
(1)凝聚相反应阶段 (2)气相中间反应阶段 (3)气相燃烧阶段
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4.3.2难挥发性炸药的燃烧
特点：第一阶段在凝聚相中进行，反应速度 最小，不受压力的影响，只取决于温 度；二、三阶段存在气相，所以受压 力影响。
初始中物理分析火药燃烧的物理过程教案
初始中物理分析火药燃烧的物理过程教案火药是一种重要的爆炸性物质，广泛应用于军事、烟花爆竹等领域。
了解火药的燃烧过程对于学习火药的性质和应用具有重要意义。
本教案将介绍火药的物理过程，包括火药的燃烧反应、燃烧速度的影响因素以及火药的爆炸特性。
一、火药的燃烧反应火药的燃烧是一种复合反应，即燃烧过程中发生了氧化和还原两种反应。
火药的主要组成部分为硝酸钾（KNO3）、炭（C）和硫黄（S），其中硝酸钾是氧化剂，炭和硫黄是还原剂。
燃烧过程中，硝酸钾释放出氧分子，与炭和硫黄反应，形成大量的气体和热能。
二、燃烧速度的影响因素火药的燃烧速度受到多种因素的影响，主要包括火药的成分、粒度、密度以及外界温度等。
首先，火药成分的不同会导致燃烧速度的差异，通常含有高温气体的成分燃烧速度较快，而含有高能量爆炸物的成分燃烧速度更快。
其次，火药的粒度和密度也会对燃烧速度产生影响，一般来说，粒度越细、密度越大，燃烧速度越快。
此外，外界温度对火药的燃烧速度也有一定影响，一般来说，温度越高，火药的燃烧速度越快。
三、火药的爆炸特性火药的爆炸特性是指火药在受到外界刺激后迅速发生的爆炸反应。
火药的爆炸特性与其燃速有关，燃速越快，火药的爆炸特性越好。
火药的爆炸特性还与火药成分的选择、粒度和密度等因素相关。
一般来说，含有高能量成分的火药爆炸特性更好，粒度细、密度大的火药具有更好的爆炸特性。
四、实验教学活动为了直观地了解火药的物理过程，可以进行实验教学活动。
首先，准备一些不同成分和粒度的火药样品，然后利用点火器点燃火药样品，观察火药的燃烧过程和速度。
同时，可以探究不同条件下火药燃烧速度的变化，例如调节火药样品的粒度或密度，以及改变外界温度等。
通过实验，学生们可以更好地理解火药的燃烧过程和燃速的影响因素。
五、教学评估和延伸活动为了评估学生对火药物理过程的理解，可以进行小组讨论、口头问答等形式的教学评估。
同时，还可以通过实际应用案例或研究论文等拓展火药燃烧过程的相关知识，促使学生深入了解火药的特性及其实际应用。
炸药的燃烧ppt课件
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4.5.1炸药性质的影响
主要分为4个方面： (1)炸药的化学反应速度和从反应区到原炸药
层的热传导速度 (2)炸药本身的热传导系数 (3)炸药的挥发性 (4)炸药组成的配比（混合炸药）
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4.5.2压力的影响
炸药燃速随压力增大的原因： 1.压力大，气相活化分子的碰撞机会大，气
相反应速度大； 2.压力大，气相高温产物向凝聚相炸药内部
(2)有烟火药
u bpn
4.无气体药剂 燃速为常数，与压力无关
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4.5.2压力的影响
5.稳定燃烧的压力界限 压力上限：炸药保持稳定燃烧不转为爆轰的
最高压力。 压力下限：炸药保持稳定燃烧不转为熄灭的
最低压力。 压力对燃速的影响最大，一定范围内， 压力越过，燃速越大，压力大可能转为爆轰 压力小可能转为熄灭。
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4.5.6装药密度的影响
装药密度增大，炸药燃烧速度减小。 原因：密度增大会导致炸药颗粒间的空隙减
小，阻碍了热气体向深层炸药的ຫໍສະໝຸດ 透， 热量减小。.25
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难挥发性炸药的燃烧反应是在凝聚相内 进行的。
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4.3.2难挥发性炸药的燃烧
根据难挥发性炸药自身的特点，它的燃 烧过程可分为三个阶段：
(1)凝聚相反应阶段 (2)气相中间反应阶段 (3)气相燃烧阶段
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4.3.2难挥发性炸药的燃烧
特点：第一阶段在凝聚相中进行，反应速度 最小，不受压力的影响，只取决于温 度；二、三阶段存在气相，所以受压 力影响。
炸药理论复习资料,关键点
第一章1.炸药爆炸的三要素：反应的放热性，反应的快速性，生成气态产物。
2.炸药化学反映的三种基本形式：热分解，燃烧，爆轰。
3.炸药按用途分类，分为：起爆药，猛炸药，火药，烟火药。
第二章4.氧平衡和氧系数的定义（知道），计算公式（重点）。
OB=[c-(2a+0.5b)]*16/MA=(c/2a+0.5b)*100%5.炸药爆炸反应方程式的确定(1)炸药爆炸时生成的微量产物可忽略不计(2)炸药中的氮(N)全部生成氮气(N2)(3)炸药中的氧首先将可燃金属元素氧化成金属氧化物。
(4)炸药中的氧再将氢氧化成水。
(5)剩余的氧将滩羊化成一氧化碳，若还有剩余，则将一氧化碳氧化成二氧化碳，若还有氧剩余则以O2形式存在6.炸药爆热，爆温，爆容的定义（三选一）爆热：一定量的炸药爆炸释放出的热量叫作炸药的爆热，通常以1mol或1kg炸药爆炸所释放的热量表示爆温：是指炸药爆炸时放出的能量将爆炸产物加热到的最高温度，爆容：单位质量炸药爆炸时生成的气态产物在标准状态下所占的体积称为炸药的比容7.炸药爆热的计算（盖斯三角形）Q12+Q23=Q13Q13---爆炸产物的生成热Q12---炸药的生成热Q23---炸药的爆热8.炸药爆温的计算（爆炸产物的平均热容法）t=(Qv-L)/ΣCv9.炸药爆容的计算V0=22.4n/m第三章10.形成热点的方式（摩擦，气泡绝热压缩，黏滞流动）及各种方式形成热点的影响因素（选择，判断）Ｐ３５11.冲击波起爆机理：起爆均相炸药与非均相炸药的区别，特点及炸药类型。
12.影响炸药感度的因素（判断，选择）(1)原子团的影响(2)炸药的生成热对感度的影响(3)炸药的爆热对感度的影响(4)炸药的活化能对感度的影响(5)炸药的热容和热导率对感度的影响(6)炸药的挥发性对感度的影响第四章13.研究热分析的方法①量气法原理②失重法原理③差热分析法原理：该法在程序控温条件下，测量试样与参比物质之间的温度差对温度或时间的函数关系。
4炸药的燃烧
2.凝聚相炸药的燃烧转爆轰
燃烧转爆轰的过程大致分为4个阶段（可结合 小尺寸装药下的燃烧转爆轰来理解） 凝聚相炸药燃烧转爆轰的实验研究得出的结论 （5条）
第四章
炸药的燃烧
4.1概述
火药、烟火药——燃烧 起爆药、猛炸药——燃烧，然后转为爆轰 目的：进行炸药的设计、研究、使用和安全 生产
4.1.1炸药燃烧的特点
炸药燃烧与一般燃料的燃烧的区别： 燃料燃烧：外界供氧、燃速缓慢 炸药燃烧：自身供氧、燃烧快速，有时可转 变为爆燃或爆轰
4.1.1炸药燃烧的基本特点
4.5.3初始温度的影响 炸药燃速随温度的升高而增大（经验公式） 4.5.4装药外壳材料的影响 外.5装药直径的影响
同稳定爆轰类似，存在临界直径，即能保证 炸药稳定燃烧的最小装药直径。 原因：小直径装药的炸药在燃烧中，散热的 比表面增大，增大了热量从药柱侧表 面的散失。
热量通过热传导、气体扩散和热辐射传递 燃烧速度低于声速 燃烧产物方向与燃烧波方向相反 化学反应的速度主要取决于外界压力
4.1.2燃烧速度的表示方法
V 线速度： u n S
V：单位时间内燃烧的炸药体积 S：火焰阵面的总面积 质量燃烧速度：
um un
ρ：炸药的密度
4.1.2燃烧速度的表示方法
4.3.2难挥发性炸药的燃烧
根据难挥发性炸药自身的特点，它的燃 烧过程可分为三个阶段： (1)凝聚相反应阶段 (2)气相中间反应阶段 (3)气相燃烧阶段
4.3.2难挥发性炸药的燃烧
4 炸药的起爆与感度
炸药的起爆与感度4炸药是一种含能物质，可以发生高速的化学反应，放出大量的热能，并伴有着产生高温、高压气体。
作为一种亚稳态物质，在一定的条件下储存、处理、运输时，发生化学反应的速度可以小到忽稍不计。
但在某些条件下，其化学反应的速度可以达到较高的水平，反应放出热量的自身加热作用能进一步增加反应速度，最后导致爆炸。
炸药虽是一种爆炸物质，但它必须具有一定的稳定性，要在一定的外界条件作用下才干发生爆炸变化。
激发炸药发生爆炸的过程称为起爆。
在外界条件作用下使炸药活化并发生爆炸反应所需的活化能称为起爆能或者初始冲能。
不同的炸药，所需的初始冲能是不同的。
如碘化氮(NI )只要用羽毛轻微触动就会爆炸；而梯恩梯炸药，当用步枪子弹贯通时，也不爆3炸。
炸药在外界作用 (激发)下发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
炸药的感度用引起炸药发生爆炸变化所必须的最小初始冲能表示。
所需的最小初始冲能愈大，则表示炸药的感度愈低；反之，最小初始冲能愈小，则感度愈高。
引起炸药发生爆炸变化的外界作用(能量)的类型不少，通常主要有以下几种：(1)热能：直接加热、火焰，火花等；(2) 机械能：撞击、磨擦、针刺、枪击等；(3)炸药的爆炸能：雷管或者炸药直接作用、冲击波作用等；(4) 电能：电热、电火花、静电等；(5)化学能：高热化学反应放出的热量；(6) 光能：激光等。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
同一种炸药对各种不同作用的感度之间没有一个相当的换算关系。
实用中要求炸药有一个适当的感度，即感度不能太高，也不能太低。
感度太高使用不安全，而感度太低会造成起爆艰难。
炸药对于各种外界作用的感度是有选择性的，即一种炸药对某一种外界作用较敏感，而对其它一些作用则较迟钝。
如叠氮化铅对机械能作用比对热能作用更敏感，它的热感度比梯恩梯低，而机械感度比梯恩梯要高得多。
了解炸药的感度对于实际工作有着极其重要的意义。
对普通猛炸药来讲，在生产、储存、运输和使用过程中，不应发生意外的爆炸。
燃烧与爆炸知识教育培训课件(通用)PPT41页
一、燃烧
（四）与燃烧相关的常用概念
闪点 —— 在规定的试验条件下，液体（固体）表面能产生闪燃的最低温度。
➢同系物中异构体比正构体的闪点低；同系物的闪点随其分子量的增加而升高，随其沸点升高而 升高。各组分混合液，如汽油、煤油等，其闪点随沸程的增加而升高；低闪点液体和高闪点液体 形成的混合液，其闪点低于这两种液体闪点的平均值。木材的闪点在260℃左右。
➢ 在不同类型油类的敞口贮罐的火灾中容易出现三种特殊现象：沸溢、喷溅和冒泡。 沸溢现象是指液体在燃烧过程中，由于不断向液层内传热，会使含有水分、粘度 大、沸点在100℃以上的重油、原油产生沸溢和喷溅现象，造成大面积火灾。能 产生沸溢现象的油品称为沸溢性油品。
一、燃烧
（四）与燃烧相关的常用概念
固体的燃烧特点 —— 固体可燃物必须经过受热、蒸发、热分解，固体上 方可燃气体浓度达到燃烧极限，才能持续不断地发生燃烧。燃烧方式分为： 蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧和阴燃四种。
二、爆炸——燃烧的特殊形式
（三）影响爆炸极限的因素 爆炸极限值受各种因素变化的影响，主要有：初始温度、初始压力、 惰性介质及杂质、混合物中氧含量、点火源等。 初始温度高，爆炸极限范围大；初始压力高，爆炸极限范围大；混合 物中加入惰性气体，爆炸极限范围缩小，特别对爆炸上限的影响更大。 混合物含氧量增加，爆炸下限降低，爆炸上限上升。
燃烧就根本不能发生。
一、燃烧
（三）燃烧的必要条件
氧化剂 —— 帮助和支持可燃物燃烧的物质，即能与可燃物发生氧化反应 的物质称为氧化剂。燃烧过程中的氧化剂主要是空气中游离的氧，另外如 氟、氯等也可以作为燃烧反应的氧化剂。 温度（引火源）—— 是指供给可燃物与氧或助燃剂发生燃烧反应的能量 来源。常见的是热能，其他还有从化学能、电能、机械能等转变而来的热 能。
火药燃烧和爆炸的化学反应过程
火药燃烧和爆炸的化学反应过程火药，我们最常见的接触就是燃放鞭炮。
火药在人们的日常生活中扮演着非常重要的角色。
但是，你知道吗？火药的形成、燃烧和爆炸都是由化学反应引起的。
本文将介绍火药燃烧和爆炸的化学反应过程。
一、火药的形成与化学组成火药是一种混合燃料，通常由硝酸钾（KNO3）、木炭（C）和硫磺（S）组成。
其中硝酸钾是氧化剂，木炭是还原剂，硫磺则起到催化剂的作用。
在混合过程中，这三种物质形成了细小的粉末，作为火药的原材料。
二、火药的燃烧反应当火药受到高温、热源等治疗时，火药会发生燃烧反应。
火药的燃烧反应比较复杂，整个反应可以分为三步进行。
第一步，被加热的硝酸钾分解成氧气和氮氧化物，即2KNO3 → 2KNO2 + O2↑第二步，气体的生成使得硫和木炭发生氧化反应，同时放出大量热能，如下所示：C + O2 → CO2 + 406.4kJS + O2 → SO2 + 296.84kJ第三步，所有的反应产生的气体形成一种高压气体，从而产生强大的爆炸性能。
同时，生成的氮气和二氧化碳气体也增加了火药的体积和速度。
总体上，火药的燃烧反应是一种自由基反应过程。
当火药点燃时，自由基反应引发了一系列链式反应，使火药瞬间产生了大量的气体。
三、火药的爆炸反应火药的爆炸反应是一种极端剧烈的化学反应。
在低温和低压下，硝酸钾和木炭、硫磺的化学反应不会太猛烈。
但如果把火药制成烟火或火箭发射药，则会引发猛烈的爆炸。
爆炸当中，火药中的氧化剂和还原剂的摩尔比是非常重要的。
如果两者不能接近1:1的比例，就会出现过于缺氧或过量氧化反应两种情况。
过于缺氧的化学反应会导致火药燃烧不能持续，最终形成未燃尽的残炭；过量氧化反应则会导致火药的能量和温度过高，热量的自由释放会破坏火药的结构，引发爆炸。
总之，火药的爆炸是一种极其复杂的化学反应过程，需要特别小心处理。
正如我们熟知的，火药是一种不安全的物品。
为了保证人们生活和工作安全，我们应当学习火药的基本反应原理，并且正确使用火药制品。
4火药的燃烧
NO2 + R`-CHO组分 → NO + C-H-O组分
HCHO，CH3CHO CO，CO2，CH4
NCOOH等
H2O，H2等
反应可以在气相组分间进行，也可能在气相（NO2）与凝聚相间发
生。放热量为爆热的40%，温度达700~1000 ℃ ，温度梯度很大，基本
上完成产物的全部气化过程。由于NO只有在1500 ℃和100╳0.098MPa
泡沫区 无烟火药药条
§ 4-1 溶塑火药的燃烧
§ 4-1 溶塑火药的燃烧
1、固相预热区
由于燃气通过热传导、热辐射向火药表层的传热和亚表面反应区所放 出的热量引起的预热，与亚表面交界面处温度可达90℃。本区无化学反应， 只药体变软、低熔点组分熔化，厚度随压力增加而减小。
2、亚表面及表面反应区（亦称凝聚相反应区或泡沫区）
第四章 火药的燃烧
要求：掌握火药燃烧过程发生的物理化学变化， 稳态燃烧规律及影响火药燃烧速度的因素。
§ 4-1 溶塑火药的燃烧
一、溶塑火药燃烧过程中的物理化学变化（多阶段燃烧理论）
溶塑火药的 燃烧是个多阶段 的物理化学变化 过程，燃烧区的 结构和温度可见 图：
嘶嘶区
溶塑火药燃烧示意图
已燃气体
爆燃区 暗区
2、亚表面及表面反应区
还有一些碳键断裂，生成醛基和烷基
RCH2O → x1R1 + x2R2 + x3CH2O – Q4 如果二氧化氮不是很快逸出，分解产物有可能发生进一步反应
NO2 + HCHO → NO + H2O + CO + q1 …… 有催化剂存在时还可能有
2NO + HCHO → N2 + H2O + CO2 + q2 …… 一般∑qi> ∑Qi，总反应显示放热，本区所放出的热量约占火药总 热量的10%。
4火药的燃烧解析
NO2 + R`-CHO组分 → NO + C-H-O组分
HCHO，CH3CHO CO，CO2，CH4
NCOOH等
H2O，H2等
反响可以在气相组分间进展，也可能在气相〔NO2〕与分散相间发
生。放热量为爆热的40%，温度达700~1000 ℃ ，温度梯度很大，根本
上完成产物的全部气化过程。由于NO只有在1500 ℃和100╳0.098MPa
b是与气相燃烧有关的参数，它打算于燃气性质〔从而打算于火 药〕和初温。在燃速的实际测定中，b和m是相互关联的参数，而且 和试样外形有关〔如多孔粒状与简洁外形火药〕，这就掩盖和扰乱 了它的物理化学实质，变成了阅历或符合系数，必需认真争论。
此外，按此式只有压力等于零时燃速才为零，压力甚大时燃速 仍有对应值。但事实上，低压下常常熄灭，高压下无限增长形成爆 轰。对此理论也无法做出解释。明显这个理论过于简洁化。
1、2区虽然放热少，但是是燃烧的预备阶段，假设不能建 立起稳定燃烧所需的固相加热层或加热层过厚，就有可能熄 灭或爆燃。厚度随压力增加而削减。
3、嘶嘶区
本区布满分散相区放出的气体、固体、液体产物，除了连续 发生软化、熔化、蒸发等物理过程外，主要是发生NO2与醛类等的 氧化复原反响，产生大量的NO、CO、H2等物质。
(NC、NG等)
〔HCMO，CH3CHO，HCOOH等〕
例如硝化棉大分子解聚 [C6H7O2(ONO2)3]x → xC6H7O2(ONO2)3 - Q1
硝化葡萄糖分解 C6H7O2(ONO2)3 → 2H2O + 3NO2 + C6H3O3 - Q2
硝酸酯分解 RCH2-ONO2 → NO2 + RCH2O – Q3
二、捷尔道维奇物理-数学模型
炸药概论及基本理论ppt课件
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一、炸药概论及基本理论
1.1 炸药和爆炸 1.2 炸药的发展历程 1.3 炸药热分解通性 1.4 炸药的爆炸变化
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1.1 炸药和爆炸
一、爆炸和化学爆炸特征 ➢ 爆炸是物质迅速的物理变化或化学变化。 ➢ 广义的爆炸过程包括爆轰及爆燃。 ➢ 爆燃是燃速很高(可达1 km/s)的燃烧
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1.1 炸药和爆炸
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一、炸药概论及基本理论
1.1 炸药和爆炸 1.2 炸药的发展历程 1.3 炸药热分解通性 1.4 炸药的爆炸变化
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1.3 炸药热分解通性
一、炸药热分解的一般规律
通常把炸药的热分解分为三个阶段。
➢ (1)热分解的延滞期 ➢ (2)热分解的加速期 ➢ (3)热分解降速期 炸药的起始热分解速度只受温度的影响。每种
爆轰波定型传播的条件，即所谓C—J条件，可提供 第五个状态方程。
可求解的五个爆轰波参数 (p1、 、u1、T1及D1)。
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1.4 炸药的爆炸变化
(三)凝聚炸药的爆轰理论
1．凝聚炸药的爆轰反应机理
凝聚炸药的爆轰机理与炸药化学组成、物理状态及 爆轰条件等有关。人们曾提出了如下几种爆轰反应 机理。
1994年，中国也合成出了HNIW，成为当今世界上能 生产HNIW的少数几个国家之一。
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1.2 炸药的发展历程
在这一时期合成出的高能量密度化合物还有八硝基 立方烷(ONC)、1，3，3—三硝基氮杂环丁烷(TNAZ) 及二硝酰胺铵(ADN)。
另外，美国于20世纪90年代开始研制以HNIW为基 的高聚物黏结炸药，其中的RX—39—AA、AB及AC ，相当于以奥克托今为基的LX—14系列高聚物黏结 炸药，可使能量输出增加约15％。
c4爆炸原理
c4爆炸原理TNT（2,4,6-三硝基甲苯）是一种常用的炸药，它的爆炸原理是由于其内部的化学反应而产生的热量和压力，从而产生爆炸效果。
TNT是一种有机化合物，由氮、碳、氧和氢组成，其分子式为C6H2（NO2）3CH3。
它的分子结构中含有三个硝基基团，即NO2，这是它的特征性结构。
TNT的分子量为227.13，它是一种白色结晶体，具有苦味，比重为1.65，熔点为80.2℃，沸点为290℃。
TNT的爆炸原理是由于其内部的化学反应而产生的热量和压力，从而产生爆炸效果。
TNT的爆炸反应是一种热分解反应，它的爆炸反应可以分为三个阶段：第一阶段是TNT的分解反应，TNT在高温下分解成氮气、氢气、一氧化碳和水；第二阶段是TNT的气化反应，TNT的气化反应产生大量的气体，如氮气、氢气、一氧化碳和水；第三阶段是TNT的爆炸反应，TNT的爆炸反应产生大量的热量和压力，从而产生爆炸效果。
TNT的爆炸反应是一种高温反应，它的爆炸温度可以达到3000℃，而且爆炸反应的速度非常快，可以达到每秒几十万次。
TNT的爆炸反应产生的热量和压力是非常大的，可以达到几千兆帕，而且爆炸反应产生的热量和压力可以在短时间内传播到很远的地方，从而产生爆炸效果。
TNT的爆炸反应是一种非常危险的反应，它的爆炸反应产生的热量和压力可以对周围的物体造成严重的破坏，因此，在使用TNT时，必须格外小心，以免发生意外。
总之，TNT的爆炸原理是由于其内部的化学反应而产生的热量和压力，从而产生爆炸效果。
TNT的爆炸反应是一种高温反应，它的爆炸温度可以达到3000℃，而且爆炸反应的速度非常快，可以达到每秒几十万次。
TNT的爆炸反应产生的热量和压力是非常大的，可以达到几千兆帕，而且爆炸反应产生的热量和压力可以在短时间内传播到很远的地方，从而产生爆炸效果。
第4章 炸药与起爆方法_1爆炸基本理论
放热反应
炸药爆炸实质上是炸药中的化学能在瞬间转 化为对外界做功的过程，反应释放出的热是做 功的能源，也是化学反应进一步加速进行的必 要条件。 炸药爆炸时放出的热量大小常用爆热来衡量， 爆热指单位质量炸药爆炸时放出的热量，14006500KJ/kg。炸药爆炸瞬间放出的热量主要用于 对爆炸产物加热，使爆炸产物达到很高的温度， 爆炸产物在原有体积内达到热平衡时的温度称 爆温，一般在2000－4500°C。
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燃烧
燃烧是比热分解更高一级的化学反应形式， 往往是由受热或火焰引起的。燃烧是物质的氧化 过程，所以一般物质燃烧需要外界提供氧，而炸 药本身含有丰富的氧和燃料，不需要外界的氧就 可以燃烧，一旦炸药燃烧，靠隔绝空气的灭火方 法不起作用，往往还会加速炸药的燃烧。 炸药燃烧时对压力比较敏感，压力越大，燃 速越高，甚至由燃烧转变为爆炸，所以在密闭条 件下燃烧是很危险的。在炸药贮存时，要注意创 造不利于燃烧的条件，如改善通风条件。
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爆轰
爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时就转 化为爆轰，爆轰是指炸药以最大稳定速度进行的 反应过程。特定的炸药在特定的条件下的爆轰速 度为常数。 爆炸和爆轰并无本质上的区别，只不过是传 播速度不同而已。爆轰的传播速度是恒定的，爆 炸的传播速度是可变的，就这个意义上讲，也可 以认为爆轰是爆炸的一种特殊形式，即稳定的爆 炸。
8-放气孔；9-低熔点合金
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常见炸药的爆发点
炸药名称 二硝基重氮酚 雷汞 胶质炸药 特屈儿 硝化甘油 爆发点（0C） 170～175 170～175 180～200 195～200 200～205 炸药名称 泰安 黑索金 梯恩梯 硝铵类炸药 叠氮铅 爆发点（0C） 205～215 215～235 290～295 280～320 330～340
爆破工程4
OB=0.2×85% - 0.74×11% - 1.38×4%
＝0.0334（g/g）
例3：计算TNT和阿梅托（含TNT50％和NH4NO350％） 炸药的氧平衡 解：TNT－－三硝基甲苯C6H2 (NO2)3CH3 通式为： C7H5N3O6 氧平衡为
5 6 (2 7 ) 2 16 100% 74% Kb 227
梯恩梯 （TNT） 黑索金 （RDX） 特屈儿(Te)
奥克托今 (CH2N-NO2)4 （HMX） 硝化甘油 C3H5(ONO2)3 （NG） 太安 （PETN） C5H8(ONO2)4 硝酸铵 （AN） NH4NO3 二硝基重氮 C6H2(NO2)2NO 酚 N 亚硝酸钠 NaNO2
1 2
三、炸药爆炸时的反应方程式 炸药爆炸的化学反应是极其复杂的 1.正氧平衡： 1 硝酸铵：NH4NO3 2H2O+N2+ O2 2 硝化甘油：
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炸药的爆速
炸药名称 2号岩石炸药 铵油炸药 浆状炸药 乳化炸药 氮化铅 爆速 (m/s) 炸药名称 梯恩梯 黑索金 特屈儿 泰安 硝化甘油 爆速 (m/s)
3600 3143
3400～5600 3200～4200
5300
6700 8400 7250 8000 7500
作业
1. 说明研究氧平衡的意义。 2. 名词：氧平衡 正氧平衡 零氧平衡 负氧平衡 3. 计算1号岩石铵梯炸药的氧平衡值。
化所需氧量的关系。
正氧平衡：炸药中含氧量足够将可燃元素完全氧化，并有
剩余的氧平衡。
零氧平衡：炸药中含氧量刚够将可燃元素完全氧化的氧平
衡。 CO2 平衡。 CO H2 O C H2
负氧平衡：炸药中含氧量不足以将可燃元素完全氧化的氧
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线速度：
un
V S
V：单位时间内燃烧的炸药体积 S：火焰阵面的总面积 质量燃烧速度：
um un
ρ：炸药的密度
4.1.2燃烧速度的表示方法
根据燃烧速度的变化将燃烧分为稳定燃 烧和不稳定燃烧两类。
稳定燃烧：燃速不变 不稳定燃烧：转为爆轰
熄灭
4.3凝聚炸药的燃烧
不同类型的凝聚相炸药，燃烧反应的相 态不同，从而燃烧的历程也大不相同。 4.3.1易挥发性炸药的燃烧 易挥发性炸药：沸点或升华温度低于凝聚相
渗透作用增大
4.5.2压力的影响
1.起爆药的燃烧 低于1个大气压时可以稳定燃烧，u=a+bP, 高于1个大气压由燃烧转为爆轰
2.猛炸药的燃烧 一定压力范围可以稳定燃烧，u=a+bP，低 压下不能燃烧，如压力小于0.0067MPa
4.5.2压力的影响
3.火药的燃烧 (1)无烟火药
u abpn
(2)有烟火药
第四章 炸药的燃烧
4.1概述
火药、烟火药——燃烧 起爆药、猛炸药——燃烧，然后转为爆轰 目的：进行炸药的设计、研究、使用和安全
生产
4.1.1炸药燃烧的特点
炸药燃烧与一般燃料的燃烧的区别： 燃料燃烧：外界供氧、燃速缓慢 炸药燃烧：自身供氧、燃烧快速，有时可转
变为爆燃或爆轰
4.1.2燃烧速度的表示方法
机理：燃烧产物来不及扩散，使反应区的 压力不断增加，导致燃速也增加， 当燃速达到临界值时，燃烧被破坏 转变为爆轰。
2.凝聚相炸药的燃烧转爆轰
燃烧转爆轰的过程大致分为4个阶段（可结合 小尺寸装药下的燃烧转爆轰来理解）
凝聚相炸药燃烧转爆轰的实验研究得出的结论 （5条）
4.5影响炸药燃烧度的因素
炸药燃烧过程是以燃烧反应波的形式传 播的，燃烧波在传播中反应区的能量是通过 热传导、辐射以及燃烧气体产物的扩散作用 向下层传播的，因此燃烧传播速度与炸药性 质、压力、初始温度、装药直径和密度以及 有无外壳等因素有关。
4.3.1易挥发性炸药的燃烧
在稳定燃烧过程中，炸药的气化区和燃 烧反应区沿炸药移动的速度是相同的。
特点：先气化后燃烧。即：首先是由凝 聚相炸药吸收热量而蒸发成蒸气，燃烧在气 相中进行，气相不断得到凝聚相蒸发的补充。
4.3.2难挥发性炸药的燃烧
难挥发性炸药：受热时不能气化，温度升到 炸药沸点之前其自身便发生 分解的炸药。
u bpn
4.无气体药剂 燃速为常数，与压力无关
4.5.2压力的影响
5.稳定燃烧的压力界限 压力上限：炸药保持稳定燃烧不转为爆轰的
最高压力。 压力下限：炸药保持稳定燃烧不转为熄灭的
最低压力。 压力对燃速的影响最大，一定范围内， 压力越过，燃速越大，压力大可能转为爆轰 压力小可能转为熄灭。
4.5.3初始温度的影响 炸药燃速随温度的升高而增大（经验公式） 4.5.4装药外壳材料的影响 外壳的材料（导热系数） 外壳的厚度
4.5.1炸药性质的影响
主要分为4个方面： (1)炸药的化学反应速度和从反应区到原炸药
层的热传导速度 (2)炸药本身的热传导系数 (3)炸药的挥发性 (4)炸药组成的配比（混合炸药）
4.5.2压力的影响
炸药燃速随压力增大的原因： 1.压力大，气相活化分子的碰撞机会大，气
相反应速度大； 2.压力大，气相高温产物向凝聚相炸药内部
4.5.5装药直径的影响
同稳定爆轰类似，存在临界直径，即能保证 炸药稳定燃烧的最小装药直径。 原因：小直径装药的炸药在燃烧中，散热的
比表面增大，增大了热量从药柱侧表 面的散失。
4.5.6装药密度的影响
装药密度增大，炸药燃烧速度减小。 原因：密度增大会导致炸药颗粒间的空隙减
小，阻碍了热气体向深层炸药的渗透， 热量减小。
中快速化学反应温度的炸药。
4.3.1易挥发性炸药的燃烧
由易挥发性炸药的特点得出：该炸药在 燃烧时，火焰区的热量将通过加热未反应的 炸药层而进入凝聚相，使凝聚相不断被蒸发 成蒸气状态，燃烧的化学反应在蒸气相中不 断进行。
4.3.1易挥发性炸药的燃烧
图4.5给出了易挥发性炸药的燃烧示意 图，从图中我们看出：易挥发性炸药的燃 烧过程分为以下三个阶段： (1)炸药受热达到沸点TK气化 (2)温度继续升高，达到发火点开始燃烧 (3)燃烧生成产物，温度达到产物温度T2
燃速与压力的关系满足以下公式：
un abPv
4.3.3速燃炸药的燃烧
速燃炸药：挥发性小于难挥发性炸药的炸药。 特点：燃烧在凝聚相的反应速度很快，放出
大量的气体产物和热量，使凝聚相表 面发生迸裂，气体产物夹带着未反应 的炸药进入气相，在气相中反应，在 距表面较远处结束反应。
4.4燃烧转爆轰
4.1.1燃烧转爆轰现象 1.可燃性混合气体的燃烧转爆轰（略） 2.凝聚相炸药的燃烧转爆轰
难挥发性炸药的燃烧反应是在凝聚相内 进行的。
4.3.2难挥发性炸药的燃烧
根据难挥发性炸药自身的特点，它的燃 烧过程可分为三个阶段：
(1)凝聚相反应阶段 (2)气相中间反应阶段 (3)气相燃烧阶段
4.3.2难挥发性炸药的燃烧
特点：第一阶段在凝聚相中进行，反应速度 最小，不受压力的影响，只取决于温 度；二、三阶段存在气相，所以受压 力影响。