1.爆炸基本理论.ppt

2012-06-13

爆炸两个字都从火字旁,可知它是一种与“火”,即与能量有关的现象。可以从不同的爆炸现象中归纳它们的共同特点,把它看作是在较短时间和较小空间内,使能量从一种形式向另一种形式快速转化并伴随产生高压、高温以及冲击波等效应的现象。
2012-06-13
爆炸现象多种多样,不过大致可以分成三大类:物理爆炸、化学爆炸和核爆炸。在自然界中还有一些未探明原因的爆炸,我们称之为第四类爆炸。
物理爆炸是由物质的物理变化造成的爆炸,爆炸过程不伴随化学变化。主要特征是爆炸前后,物质没有发生质的变化。化学爆炸是炸药的爆炸伴随有快速的化学变化。化学爆炸主要有三个阶段。原子弹、氢弹等武器的爆炸,是由于核裂变或核聚变反应引起的,称为核爆炸。除上述三类爆炸现象外,还有一些至今未控明原因的爆炸现象。例如,体积类似太阳的类星体,释放的能量却比一般星系能量大上几千倍。黑洞是死亡恒星的残骸,其巨大的引力使得光线也逃不出去,但是科学家们预测黑洞也会不断蒸发直到最后爆炸而消失。一些宇宙学家认为,现在的宇宙也是在一次大爆炸中诞生的,而且这一过程至今尚未结束。这到底是怎么加速,尚待深入研究。
2012-06-13
炸药
提到爆炸,自然会想到炸药。顾名思义,它是一种能引发爆炸的“药”。我国大约在中唐时期就有了用硝石、硫磺和碳粉制作黑火药的配方,它是我国四大文明之一。古代也称为火药。不过那时的炸药威力并不十分大,大多是作为烟火花炮使用,后来经过不断改进,逐渐用于火炮。有了火药和炸药的发明,人类的战争才由“冷兵器”阶段发展到“热兵器”阶段。杀伤力也随之大为提高。
2012-06-13
1)按用途可以将炸药分为四大类,即起爆药、猛炸药、烟火剂和发射药。
(1)起爆药:起爆药对外界作用十分敏感,轻微的外界刺激(如机械、热、火焰),就能引发爆炸,并在极短时间内于毫米量级的的距离由燃烧转变为爆轰。将起爆药将在一个金属壳体内可以相当安全,它主要用于装填雷管或其他起爆装置。起爆药在一个爆炸装置中最先发生爆炸,因而也称为初级炸药、主要炸药或第一炸药。
(2)猛炸药:猛炸药是主要的爆炸做功装药,对介质有猛烈的破坏作用,因此而得名。和起爆药相比,在一般条件下,用简单的激发冲量不能引发爆轰,需要较大外界能量作用才能发生爆炸。使用时通常需要借助起爆药的爆轰来激发其爆轰,因此有时也称猛炸药为高级炸药、次发炸药和第二炸药。猛炸药又有军用和民用之分。猛炸药在军事上主要用于各种弹药的爆炸装药和爆破器材制造;在民用上主要用于开矿、采石、建筑拆除等以及各种爆炸成型。
(3)烟火剂(烟火药):在隔绝外界氧气的条件下能燃烧,并产生光、热、烟等效应的混合物。其主要成分为氧化剂、可燃剂、黏合剂和其他附加物,用于制造焰火、爆竹等;军事上用于制造照明弹、燃烧弹、信号弹、曳光弹、有色发烟弹等。烟火剂也可以发生爆炸,但是实际应用中只使其发生燃烧。
(4)发射药(推进剂):其主要化学变化形式是燃烧,可以在没有外界助燃剂的参与下,在相当宽的压力范围内保持有规律地燃烧而放出大量的气体和热能,产生抛射和推送作用。因此,被用于发射武器的能源(热兵器时代),如火炮的发射药、火箭发动机的推进剂。
2012-06-13
2)炸药按组成主要分为两大类,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)。
单体炸药即爆炸化合物,分子内含有氧化性基团和可燃元素——分子内炸药。混合炸药即爆炸混合物,混合物组成内的组分之间发生氧化反应——分子间炸药。根据—NO2与C、N、O的连接又可分为硝基化合物、硝(基)胺化合物、硝酸酯三大类。TNT(梯恩梯)、RDX(黑索今)、PETN(泰安)是这三大类单体炸药的典型代表。
随着反应方式和环境条件的不同,炸药的化学变化有热分解、燃烧和爆轰三种基本形式:
(1)缓慢的化学变化——热分解特点:分解反应在整个炸药内部进行,反应速度主要取决于环境温度。
(2)快速的化学变化——燃烧和爆轰特点:化学反应不是在整个炸药体积内进行,而是在某一局部如反应阵面或者说反应区发生化学反应,以波的形式在炸药中传播。
2012-06-13
爆轰波
炸药的爆轰是在一定条件下,以其最大速度传播的爆炸。广义上看,爆轰也是一种燃烧,爆轰速度就是爆轰反应区或反应阵面沿炸药传播的速度,但爆轰的传播速度超过炸药中的音速,一般可达数千米至近万米每秒。爆轰速度受环境条件影响很小,在爆炸点附近压力急剧升高,不论是在敞开体系还是在密闭容器中,爆炸产物都要急剧冲击周围介质,从而导致附近物体的碎裂和变形。炸药爆轰过程一般是由传播速度变化的不稳定