Найдем массовый процентный состав продуктов взрывчатого превращения тротила по формуле

Например:

Результаты запишем в табл. 1.5.

Вещество	H2O	CO2	CO	H2	N2	C (графит)
ni, %	13,7	14,9	33,7	0,7	18,5	18,5

23. Результаты расчетов энергетических характеристик тротила представлены в табл. 1.6.

Характеристика	Qw; П, кДж/кг	T1, K	f, Дж/кг	w1, м3/кг	αтв, м3/кг	θ
Расчетное значение для тротила	4329,5		888·103	740·10-3	0,08·10-3	0,261

Характеристика	D, м/с	p1, ГПа	cw, Дж/(моль·0С)	c’w, Дж/(моль·0С)
Расчетное значение для тротила		20,7	331,9	238,0

Гексоген (CH₂NNO₂)₃

Дано:

M_r=222; ρ₀=1,82 г/см³ ; Q_вв=-93,437 кДж/моль

Решение:

1. Запишем химическую формулу гексогена:

C₃H₆O₆N₆

2. Определим молекулярную массу ВВ μ_ВВ и молярную массу M:

3. Рассчитаем кислородный коэффициент:

Поскольку, кроме того, выполняется неравенство c≥b/2+a (6≥6), то данное ВВ относится ко 2-ой группе *.

4. Запишем реакцию взрывчатого превращения в первом приближении по уравнению (1,28):

5. Определим число молей газообразных и твердых веществ и их молекулярные массы:

6. Твердых продуктов взрывчатого превращения не выделяется:

7. Найдем теплоту взрывчатого превращения Q_w в первом приближении по формулам (1.36) и (1.36а), используя табл. 1.4:

8. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения по формуле (1.38), используя табл. 1.1:

9. Найдем константу равновесия k₁, применяя линейное интерполирование табличной функции k₁=f(T₁) (табл. 1.3):

T1, K
k1	8,710	8,748	8,775

10. Рассчитаем состав продуктов взрывчатого превращения во втором приближении по формулам (1.33), (1.34), (1.31), считая, что количество элементарного углерода и азота в продуктах сохраняется. Зная, что в реакции водяного газа будет участвовать только часть атомов углерод, с учетом формулы (1.35а) запишем:

11. Проверим расчет состава продуктов взрывчатого превращения по величинам n_газ и k₁:

Поскольку число молей газов по сравнению с первым приближением не изменилось, а константа равновесия, найденная по составу ПВП, совпала с исходной, расчет выполнен правильно.

12. Найдем теплоту взрывчатого превращения:

13. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения:

14. Уточняем константу равновесия k₁:

T1, K
k1	8,775	8,880	8,974

15. Уточняем состав продуктов взрывчатого превращения:

Проверка величин k₁ и n_газ по составу ПВП подтверждает правильность расчетов:

16. Найдем теплоту взрывчатого превращения:

Сравнение уточненного значения величины Q_w с полученным в п. 12 показывает, что они совпадают с точностью до 1 кДж/моль, т.е. уточненный в п. 15 состав продуктов взрывчатого превращения можно считать окончательным.

Запишем реакцию взрывчатого превращения во втором приближении:

Теперь можно приступить к расчету энергетических характеристик ВВ, округлив полученные значения в соответствии с данными табл. 1.2.

17. Найдем значение теплоты взрывчатого превращения Q_w (или потенциал ВВ П) для 1 кг ВВ:

18. Рассчитаем температуру взрывчатого превращения по формуле (1.38):

19. Рассчитаем удельный объем газообразных продуктов w₁, удельную газовую постоянную R, силу ВВ f, удельную теплоемкость c_w и параметр расширения θ по формулам (1.18), (1.4), (1.13), (1.5), (1.22) и (1.16) соответственно:

1) объем газообразных продуктов

2) удельная газовая постоянная

3) сила гексогена

4) средняя удельная теплоемкость ПВП

5) средняя удельная теплоемкость газообразных продуктов

6) параметр расширения

20. Проверим расчет энергетических характеристик, рассчитаем с помощью формулы (1.17) через параметр расширения θ.

Сначала рассчитаем теплоту взрывчатого превращения Q’_w, соответствующую величине c’_w (газообразные продукты), из пропорции

Тогда

после чего получим

Как видим, результат практически совпадает с величиной θ из п. 19, что говорит о правильности расчетов.

21. Дополнительно рассчитаем скорость детонации гексогена и давление во фронте детонационной волны p₁. При k=3 [3]