Жарылыс және жарылғыш заттар түсінігі

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 22 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны:

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3

1.ЖАРЫЛҒЫШ ЗАТТАР ТЕОРИЯСЫНЫҢ НЕГІЗГІ ТҮСІНІКТЕРІ

1.1.Жарылыс және жарылғыш заттар түсінігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1.2.Жарылысты қоздыру, бастапқы импульс және жарылыс шарттары, жарылыстық айналу реакцияларының сипаттамалары ... ... ... ... ... .. ... ... 8
1.3.Жарылыстың таралу жағдайлары және жарылғыш заттардың детонациялық қабілеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12

2.ЖАРЫЛЫС ЖҰМЫСТАРЫНЫҢ ТӘЖІРИБЕЛІК СИПАТТАМАЛАРЫ

2.1.ЖЗ зарядының детонация жылдамдығына әсер ететін факторлар..16
2.2.ЖЗ-ның эффективтілігін бағалау және сапаларын тексеру ... ... ... ..17

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..22
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .23

КІРІСПЕ

Курстық жұмыстың өзектілігі: Курстық жұмысты жазу барысында өндірістік жұмыс аймақтарында өткізілетін жарылыс жұмыстары, жарылыс үдерісінің ерекшеліктері, өндірістік жарылғыш заттардың жіктелуі, олардың негізгі типтері, жарылыс детонациясының дамуы және оған әсер ететін факторлар туралы баяндалады. Сонымен қатар жарылғыш заттардың эффективтілігін сипаттайтын жарылғыштық қасиеттерді бағалау және олардың энергетикалық сипаттамаларын тәжірибелік жолмен анықтау әдістері кеңінен сипатталады. Өндірістік жарылғыш заттарды дайындау және қолдану экологиясы, жарылыс өнімдерінің улылығы мен оның адам ағзасына әсері жіктеліп жазылады.
Қазіргі таңда жарылғыш заттар концентрленген энергияның көзі болып есептеледі, сол себептен қазір техниканың әртүрлі салаларында кеңінен қолданыс тауып келе жатыр. Қазіргі кезде жарылыс энергиясы әртүрлі табиғи қазбалардың жаңа кен орындарын ашуда, тоғандар салу кезінде, таулы аймақтарда транспорт жолдарын төсеу жұмыстарымен айналысқан кезде көбінесе қолданылады. Сонымен бірге жарылыс әдісі, яғни, жару техникалары арқылы металлдар мен ұнтақтарды өңдеу (штамптау, пісіру, кесу, нығыздау және т.б.) жүзеге асырылады. Орман өрттерімен күресу, газ және мұнай өнімдерін тасымалдау үшін жолдар төсеу, пайдалы қазбалардың кен орындарына барлау жүргізу, мұнай ұңғымаларын теспелеу және жарылыс жасау арқылы бұрғылау және т.б.жарылғыш заттардың халық шаруашылығындағы маңыздылығы орасан зор екенін көрсетеді. Қазіргі таңда жарылыс жұмыстарын пайдалану арқылы мерзімі өткен, яғни, жарамсыз ғимараттар мен құрылыстарды бұзу кең қолданылып жатыр.
Жарылыс жұмыстарының тиімділігі және қауіпсіздігі көп жағдайда өндірістік жарылғыш заттың (ӨЖЗ) типіне тәуелді. ӨЖЗ-ның ерекше белгісі олардың химиялық және физикалық біртекті қосылыс болмауында. Олардың көбі химиялық біртекті емес материалдардың қоспасы болып келеді және физикалық қасиеттері мен агрегаттық күйі бойынша бірдей емес компоненттерден тұратын ұнтақ, түйіршік, суспензия, эмульсия түрінде шығарылады. Осы біртексіздіктің өзі жарылыс үдерісінің ерекшелігін, ӨЖЗ электродетонациясының дамуын анықтайды.
Өндірістік жарылғыш заттар және олардың компоненттерінің жарылыстық айналу өнімдерінің қоршаған ортаға зиянды әсерінің дәрежесі жарылғыш заттарды дайындау, сақтау және қолдану барысындағы әртүрлі факторлармен анықталады. Оларға жарылғыш заттың химиялық құрамы, алу тәсілі, физикалық күйі, химиялық және физикалық тұрақтылығы, жарылыс шарты жатады.
Сонымен қатар кез келген жарылғыш зат өндірісінің басқа сала кәсіпорындарымен салыстырғанда негізгі ерекшелігі өрт пен жарылысқа қауіпті нысан болуында. Сондықтан жарылғыш заттар өндірісінде техника қауіпсіздігіне ерекше көңіл аударылады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Жарылғыш заттардың құрамы бойынша жіктелуін, олардың химиялық және физикалық қасиеттерін, жарылғыш ретіндегі энергетикалық қасиеттерін анықтау.
Курстық жұмыстың міндеттері:
1.Жарылғыш заттар өндірісінің ерекшелігін ескере отырып, жарылғыш заттардың улылығын сипаттау;
2.Жарылғыш заттар концентрленген энергия көзі болып саналатындықтан, жарылғыш заттардың техинканың әр түрлі саласында қолданылуын сипаттау;
3.Практикалық түрде қолдану үшін жарылғыш заттарды тиімді қолдану және оларды пайдалану кезіндегі қауіпсіздік ережелерін анықтау.
Курстық жұмыстың нысаны: Қазіргі таңдағы қолданыста жүрген жарылғыш заттар және олардың энергетикалық сипаттамалары.
Зерттеу пәні: Пайдалы кен орындарын ашық әдіспен игеру.
Курстық жұмыстың теориялық және әдіснамалық негіздері: Жарылыс жұмыстарының дамуы жарылғыш заттар (ЖЗ) және оларды өндірумен, жасаумен, бұрғылау құралдарын, иницирлеу құралдарын жасаумен, ЖЗ электродетонациясы мен тау жыныстарын талқылау теорияларын негіздеумен тығыз байланысты.
Жарылғыш заттар (ЖЗ)-сыртқы әрекеттің әсерінен жоғары температуралы, көп мөлшерде энергия және көп көлемде газ бөлінумен өтетін өте жылдам химиялық айналуға қабілетті химиялық қосылыстар немесе олардың қоспалары. Сығылған газ тәріздес өнімдер өте тез ұлғайып, қоршаған ортаның орын ауыстыруы немесе қирауы бойынша механикалық жұмыс өндіруге және қоршаған ортада соққы толқындар түзуге қабілетті. Қарапайым жанғыш заттардың жануынан ерекшелігі жарылғыш заттардың жарылысты айналу реакциялары ауадағы оттегінің қатысуынсыз өтеді. Қазіргі кезде жарылғыш заттар таулы өнеркәсіпте, құрылыста, гидромелиоративті жұмыстарда, ауыл шаруашылығында қолданылады. Олар кесу, штамптау, пісіру, металлдарды беріктендіру және басқа да техника салаларында қолданылып жүр.
Курстық жұмыстың құрылымы: Курстық жұмыс кіріспе бөлімі, 2 тарау, 4 тақырып, қорытынды, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.

1.ЖАРЫЛҒЫШ ЗАТТАР ТЕОРИЯСЫНЫҢ НЕГІЗГІ ТҮСІНІКТЕРІ

1.1.Жарылыс және жарылғыш заттар түсінігі

Жарылыс-газы тәрізді өнімдердің потенциалдық энергиясының кинетикалық энергияға айналуы арқылы жүретін, заттардың немесе заттардың қоспаларының бір күйден екіншісіне физикалық немесе химиялық түрде өте жылдам айналуы. Жарылыс қоршаған ортада қысымның секірмелі жоғарылауы түрінде соққы толқыны пішінінде көрінеді. Сонымен қатар жарылыс кезінде соққы толқынының әлсіреуі және оның дыбыс толқынына өтуі нәтижесінде туындайтын дыбыс әсері орын алады. Жарылыс кезінде соққы толқыны мен қатты сығылған газдардың түзілуі оның қирату әрекетін туындатады.
Химиялық жарылыс-белгілі бір заттардың немесе олардың қоспаларының көп мөлшердегі жылу мен газдар бөле отырып, өздігінен өте жылдам таралатын химиялық түрленуі. Газдар бөлу арқылы өздігінен таралатын реакция жүргізу қабілеті молекулаларды белсендіруге қажетті энергия деңгейінің төмендігі салдарынан, мұндай молекулалардың термиялық төзімділігіне қатысты алғанда төмен және жылу бөліну кезінде ыдырап кететін заттарда немесе қоспаларда байқалады.
Химиялық жарылыс жылдам жанудан (мәселен, оқ-дәрі) туындайтын жарылыс түрінде жүруі мүмкін. Жану кезінде жылу өзінің алдындағы қабаттарға қатты заттардың жылу өткізгіштігі есебінен немесе газдардың диффузиясы есебінен, ал детонация кезінде жылу жарылғыш заттың жіңішке қабаты мен ондағы ауа көбігінің күрт сығылуы немесе қатты қызуы кезінде пайда болатын соққы толқыны арқылы беріледі. Мұның нәтижесінде осы заттағы химиялық реакциялардың жүру жылдамдығының артуына жағдай жасалады. Энергияның соққы толқынымен берілу жылдамдығы энергияның жылу өткізгіштік немесе диффузия есебінен берілу жылдамдығынан бірнеше есе артық. [1, 28 б.]
Соққы толқыны-қоршаған ортада таралатын қысым мен тығыздықтың, мәселен жылдам кеңейетін газ тәрізді жарылыс өнімдерінің әсерінен күрт өзгеруі. Ауада ауа толқыны таралса, жарылыс зат заряды бойынша жарылыс затты жарылыс әсерінен ыдыратуға және оны бір деңгейде ұстап отыруға қабілетті детонациялық толқын таралады.
Мұны соққы толқынынан және химиялық реакция аймағынан тұратын, соққы толқынының фронтындағы қысымды тұрақты деңгейде ұстайтын жылу бөлетін өздігінен таралатын кешен ретінде қарастыруға болады. Заряд маңында ауадағы соққы толқынының жылдамдығы детонация жылдамдығынан біршама асып түседі. Жарылыс ошағынан алыстаған сайын, соққы толқынының жылдамдығы мен энергиясы бәсеңдейді де, соңында ол дыбыс толқынына түрленеді.
Детонациялық толқын ЖЗ бойынша тұрақты жылдамдықпен, ал соққы толқыны химиялық инертті орталарда бәсеңдеп таралады.
Детонация-берілген жарылыс жағдайлары мен заряд күйі үшін ең жоғары тұрақты жылдамдықпен таралатын ауа толқынының экзотермиялық химиялық айналу процесі. Детонациялық толқынның заряд бойынша таралу жылдамдығы детонация жылдамдығы деп аталады. Детонациялық толқынның таралу фронты қызған жарылыс газдарымен қатты сығылған, бастапқы күйдегі ЖЗ арасындағы шекараны көрсетеді. ЖЗ кейбір қабаттарындағы қызу және экзотермиялық реакцияның жүру құбылысы тиісті заттың детонациялық толқын фронтында соққыдан сығылуы есебінен жүзеге асады. Детонациялық толқындағы газдардың қысымы бірнеше жүздеген мың атмосфераға дейін жетеді. Жарылыстан ыдырау реакциясы тікелей толқын фронтында аяқталады. Химиялық реакция аймағының ені жарылғыш заттың химиялық табиғаты мен физикалық күйіне тәуелді. Ірі түйірлі біртексіз жарылғыш заттарда ол жеке біртекті жарылғыш заттарға қарағанда едәуір кең.
Жарылғыш заттар-сыртқы әсердің (бастапқы импульс) әсерінен газ тәрізді өнімдер түзу және оларды жоғары температураға дейін қыздыратын көп мөлшердегі жылу бөлу арқылы жүретін өздігінен таралатын химиялық түрленуге қабілетті, табиғаттары бойынша әртүрлі заттардың жеке химиялық қосылыстары немесе химиялық қоспалары. ЖЗ қалыпты жағдайларда сұйылтылған (қатты, сұйық) немесе газ тәрізді күйде болуы мүмкін. Жарылыс ісінде газ тәрізділерден қарағанда энергия концентрациясы бірнеше мәрте жоғары сұйық ЖЗ кең қолданыс тапты. Олардың 1 кг жарылуы кезінде 300-2000 ккал жылу және 200 мың кгссм2 - қа дейін сығылған 500-1000 л әртүрлі газдар бөлінеді.
Жеке ЖЗ біріншілік (иницирлеуші) және екінші реттік (бризантты) деп бөлінеді. Иницирлеуші ЖЗ-шамалы сыртқы әсердің, мәселен от сәулесінің, үйкелістің, жаншудың немесе әлсіз соққының әсерінен жарылуға қабілетті бірыңғай сезімталдығы жоғары жарылғыш зат. Иницирлеуші жарылғыш заттарға күркіреуік сынап, қорғасын азиді және қорғасын тринитрорезорцинаты жатқызылады, олар тек екінші реттік детонацияны қоздыруға арналған жару заттарында ғана қолданылады. Капсюль-детонаторларда иницирлеуші ЖЗ отөткізгіш шнур (ОШ) отының сәулесі әсерінен, ал электр детонаторларда қызған электр шиыршық арқылы жарылады. Иницирлеуші жарылғыш заттармен жұмыс жасау қауіпсіздігіне оларды металл жабынның-капсюль гильзасына енгізілетін қалпақша ішіне нығыздап салу арқылы қол жеткізіледі.
Бризантты жарылғыш заттардың сыртқы әсерлерге сезімталдығы төменірек және олармен жұмыс жасау қауіпсіздігі иницирлеуші ауа толқындарымен жұмыс жасау қауіпсіздігінен қарағанда жоғарырақ. Бризантты ЖЗ белгілі бір зарядпен иницирлеуші ауа толқындарының жұмысына иницирлеушілік жасайды. Бризантты ЖЗ тротил, гексоген және динитронафталин нитрлі қосылыстар тобына, ал тэн, нитроглицерин және нитрогликоль нитрлі эфирлер тобына жатады. Бұл жарылғыш заттардың жарылуы кезінде олардың молекулаларындағы көміртегі, сутегі және оттегі көмірқышқыл газы мен су түзу арқылы өзара қышқылдық байланысқа (ауа оттегісінің қатысуынсыз) түседі. Бұл ретте едәуір жылу мөлшері бөлінеді. [1, 30 б.]
Жіктелуі келесі тарауда келтірілген жарылғыш заттардың көбі сұйылтылған жарылғыш заттарға жатады. Олар оттегімен байытылған компоненттер-тотықтырғыштардан (аммоний нитраты, натрий және т.б.), көміртегімен және сутегімен байытылған компоненттер-жанғыш заттардан (олардың қатарында аталған жағдайда детонация процесінің сенсибилизаторлары ретінде жүретін жеке жарылғыш химиялық қосылыстар тротил және т.б.болуы мүмкін) тұрады. Мұндай қоспалардың жарылуы кезінде сенсибилизатордың жарылыс әсерінен түрленуі немесе бейжарылғыш компоненттердің ыдырауы орын алады, кейіннен осының нәтижесінде түзілген газ тәрізді өнімдердің өзара тотыға әрекеттесуі жатады. [1, 31 б.]

1.2.Жарылысты қоздыру, бастапқы импульс және жарылыс шарттары, жарылыстық айналу реакцияларының сипаттамалары

Жарылысты кейбір сыртқы әсерлердің нәтижесінде: өзге ЖЗ кішігірім зарядын жару, қатты механикалық соққы немесе үйкеліс арқылы туындатуға болады. Барлық жағдайда да ЖЗ зарядының жарылысын қоздыру үшін оған экзотермиялық әдіспен өздігінен үдейтін, соңында детонацияның соққы толқынын туындататын жергілікті ыдырау ошақтарын түзеуге қажетті жылу энергиясының қандай да бір мөлшерін жасау қажет. Тап осы толқын жарылыстың бүкіл заряд бойынша кейінгі реттік таралуына қолдау көрсетеді.
Сыртқы жылу көзімен жылдам қыздыру немесе қарқынды өртеу әсерінен туындаған жарылыс жылулық жарылыс деп аталады. Жарылғыш затта үнемі дерлік кездесетін ауа көбіктері жарылыстың механикалық әсердің немесе соққы толқыны әсерінен туындауына себепші болады, олар соққыдан сығылу кезінде жоғары температураға дейін қызып, соққы толқынының фронтын құрайтын жану түрінде заттың химиялық түрлену реакциясының қызу жүруіне септігін тигізеді. [1, 31 б.]
Жарылыстың қозу процесі үнемі ЖЗ зарядының кейбір бөліктерінің жануынан бастау алады, олар өздігінен үдеу салдарынан сапалық жағынан өзге процесс-детонацияға ауысады. Жарылыстың тұрақты детонация процесіне дейін дамуы үшін экзотермиялық ыдырау реакциясына жарылғыш заттың қандай да бір минималды шектік массасының қатысуы талап етіледі. Иницирлеуші жарылғыш заттарда оның мөлшері бірнеше миллиграмды құраса, екінші реттік жарылғыш заттарда бұл бірнеше ондықтан бірнеше ондаған грамға дейін жетеді. Аммиак селитрасында бұл көрсеткіш бірнеше ондаған килограмға дейін жетуі мүмкін.
ЖЗ зарядының жарылысын қоздыруға қажетті сыртқы әсер энергиясы-бастапқы импульс, ал мұндай қозу процесінің өзі бастама білдіру болып табылады. Бастапқы импульстің минималды шамасы әртүрлі жарылғыш заттарда әртүрлі және ол жарылыстың химиялық табиғаты мен физикалық күйіне тәуелді. Ол жарылғыш заттың сезімталдығын бағалау критерийі болып саналады және белгілі бір дәрежеде онымен біріге отырып жұмыс жасаудың қауіпсіздігін сипаттайды.
Иницирлеуші жарылғыш заттар бастапқы импульстің ең төменгі шамасымен ерекшеленеді. Олардың соққы мен үйкеліске сезімталдығы жоғары. Олармен тек қауіпсіздік ережелерін сақтай отырып, байқап жұмыс жасау қажет. Бұлар ОШ отынның сәулесі немесе электр детонаторлардағы арнайы тұтатушы іспетті әлсіз көздер әсерінен жарылуға қабілетті келеді. Осындай қабілетінің арқасында олар әлсіз жылу импульстері әсерінен жарылуға қабілетсіз екінші реттік ЖЗ ірі массасының зарядын жару үшін бірнеше капсюль-детонатор (КД) мен электр детонатор (ЭД) бастапқы иницирлеуші түрінде қолданылады. Олар өзге жарылғыш зат түзетін соққы толқыны әсерінен тұтанады. КСРО кезінде жару жұмыстарын жүргізу кезінде барлық жерде №8 КД қолданылады. Электрлік жару тәсілінде пайдаланылатын өнеркәсіптік ЭД түгелдей дерлігі осы капсюль негізінде дайындалды. [1, 32 б.]
Екінші реттік жарылғыш заттардың көпшілігі, соның ішінде құрамы мен құрылысы бойынша біртекті қоспалы өнеркәсіптік жарылғыш заттар иницирлеуші жарылғыш заттың бірнеше грамдық үлесінен жарылу мақсатында қозуға қабілетті. Тәжірибе жүзінде олардың зарядтары дегенмен КД немесе ЭД әсерінен қозады, бұларда кездесетін нығыздалған тетрил құтысы көптеген жарылыс жағдайларында міндетті жарылысқа кепілдік береді. Екінші реттік жарылғыш затты капсюльсіз тұтандыру кезінде детонатор ретінде әртүрлі детонациялау шнурлары (ДШ) қолданылады. Олар түзетін импульстер КД мен ЭД-ға қарағанда төменірек болғанымен, бұл олардың ұшын зарядқа тікелей енгізу арқылы тораппен, ілмекпен байланыстыру немесе шоғырға жинастыру кезінде барынша жеткілікті. ДШ жарылысын КД немесе ЭД көмегімен қоздыруға болады.
Онша біртекті емес, шашыраңқы және ірі дисперсиялы жарылғыш заттар үшін бастапқы импульстің айтарлықтай жоғары мөлшері қажет.
КД, ЭД және ДШ бастапқы жару заттарына, ал өзінің арнайы тұтандырғыштарымен (тұтандыру түтіктері, патрондар) бірге ОШ, пиротехникалық детонация бәсеңдеткіштері көмекші жару құралдарына жатқызылады.
Екінші реттік жару құралдарына құты немесе кез келген өзге жарылғыш зат патроны түрінде келетін, жоғарыда аталған бастапқы құралдарға сезімтал аралық детонаторлар жатады.
Алғаш рет М.В. Ломоносов жарылыстың физикалық мәнін зерттеу міндетін қойған. 1748 жылы жазылған Селитраның табиғаты және пайда болуы туралы еңбегінде ол жарылысты айтарлықтай энергия мөлшері мен газдардың үлкен көлемінің өте тез бөлінуі түрінде сипаттайды.
Жарылыс дегеніміз-бастапқы заттың потенциалдық энергиясы механикалық жұмыс жасауға қабілетті кинетикалық энергияға жылдам ауысуымен өтетін заттың бастапқы немесе заттар тобының бір күйден екінші күйге өте жылдам түрде физикалық немесе химиялық ауысу процесі. [1, 33 б.]
Энергия көзінің түрі бойынша және процесстің өту сипаты бойынша жарылыстар ядролық, физикалық және химиялық болып бөлінеді. Ядролық жарылыс кезінде тізбекті бөліну реакциялары немесе жаңа элементтер түзе отыратын ядролар синтезі жүреді. Жарылыс кезінде атомдық энергия бөлінуінің екі тәсілі белгілі:
-ауыр ядролардың анағұрлым жеңіл ядроға айналуы (радиоактивті ыдырау және уран мен плутонийдің атомдық ядроларының бөлінуі);
-жеңіл ядролардан ауыр ядролар түзілуі (атомдық ядролар синтезі).
Мысалы, термоядролық жарылыс кезінде ауыр сутегінен гелий түзіледі. Мұндай жарылыстардың қуаты өте күшті. Ядролық және термоядролық жарылыстарда бөлінетін энергия сәйкесінше 6,7 · 1013 және 4 · 1014 кДжкг-ға тең.
Физикалық жарылыстар барысында заттың тек физикалық күйі ғана өзгереді, ол оның химиялық құрамы өзгеріссіз қалады, сондай-ақ заттың сығылу энергиясының жинақталуы өте жылдам немесе салыстырмалы түрде баяу болуы мүмкін. Мысал ретінде тау өнеркәсібіндегі электрлі жарылысты келтіруге болады.
Химиялық жарылыс кезінде энергия химиялық реакция нәтижесінде бөлінеді, яғни жарылыс нәтижесінде химиялық құрамы басқа заттар түзіледі. Жарылғыш заттар мен қоспалардың химиялық айналуы баяу химиялық айналу, жану және детонация түрінде өтуі мүмкін. Баяу химиялық айналу кезінде ыдырау реакциясы заттың барлық көлемінде бірдей температурада, іс жүзінде қоршаған орта температурасына тең температурада өтеді. ЖЗ қыздырғанда оның температурасы тек сыртқы қыздыру есебінен ғана емес, сонымен қатар химиялық ыдырау реакциясы есебінен бөлінетін жылу есебінен де артады. Белгілі бір жағдайларда бұл реакция өздігінен үдейтін түрге өтеді, нәтижесінде ЖЗ жылдам түрде сығылған газдарға бір уақытта барлық көлем бойынша өтеді де, ЖЗ жылулық жарылыс орын алады.
Жарылыстың өздігінен таралатын түрінде зарядтың қандай да бір нүктесінде басталған химиялық айналу оның шекарасына дейін таралады. Химиялық реакцияның өздігінен таралуға қабілеттілігі жарылыстың осы түріне тән ерекшелік болып табылады. [1, 34 б.]
Өздігінен таралатын жарылыстық айналу ЖЗ-ның жануы және детонациясы кезінде өтеді. Екі жағдайда да жіңішке зона-химиялық айналудың фронты болады, онда жоғары жылдамдықпен зат бойынша таралатын қарқынды химиялық реакция өтеді. Бұл зонаның алдында бастапқы ЖЗ, артында айналу өнімдері орналасады (1-сурет).

1-сурет. Өздігінен таралатын химиялық реакцияның сызбанұсқасы:
1 - бастапқы жарылғыш зат; 2 - реакция өнімдері; 3 - химиялық реакция зонасы; 4 - химиялық айналу фронты;
Р0 - қысым; ρ - тығыздық; Т - температура; D - реакция жылдамдығы

Фронт алды мен одан кейінгі аймақта және химиялық реакция зонасындағы температуралар өзгеше болып келеді, сонымен қатар қысым мен тығыздықтың тепе-теңсіздігі орын алады.
Реакция жылдамдығы, дәлірек айтқанда жарылыстық айналу фронтының орын ауыстыруы, негізінен, заттың бастапқы температурасынан емес, реакция барысында бөлінетін энергия мөлшерінен, оның араласпаған затқа берілу шартынан және химиялық процестің сипатынан тәуелді болады.
Жану және детонация кезінде энергияның берілу механизмі әртүрлі болғандықтан (жану кезінде жылулық энергия жылу өткізгіштік есебінен беріледі, ал детонация кезінде соққы толқыны негізгі рөл атқарады), процестің таралу жылдамдығы әртүрлі болып келеді және жану барысында конденсирленген ЖЗ үшін секундына бірнеше сантиметрден аспайды, ал детонация кезінде секундына километрлерді құрайды. [1, 35 б.]
Жарылыстық жану оқ-дәрілерге тән және 400 ... 1000 мс жылдамдықпен өтеді. Жану қысымды тек тұйықталған немесе жартылай тұйықталған көлемде ғана айтарлықтай жоғарылатуға қабілетті (зымыранды, камералар, оқ атқыш қару және т.б.). Детонация арқылы пайда болатын қысым іс жүзінде сыртқы қабаттың бар болуынан тәуелсіз.
Осыған байланысты ЖЗ жарылысы дегеніміз-жылу бөле және газдар түзе отырып өтетін жоғары жылдамдықпен өздігінен таралатын химиялық айналу.
Химиялық реакцияның жарылысты формада өтуін қанағаттандыратын негізгі 4 түрлі шарт белгілі: реакцияның экзотермиялылығы (жылу бөліну), газдардың түзілуі, реакцияның жоғары жылдамдығы және өздігінен таралуға қабілеттілігі.
Газтәріздес жарылыс өнімдерін бірнеше мың градус температураға дейін қыздыру және олардың кеңеюі реакцияның жылулық энергиясы есебінен жүзеге асады. Неғұрлым реакция энергиясы көп және оның таралу жылдамдығы жоғары болған сайын, жарылыстың механикалық әсері жоғары болады. Реакция энергиясы заманауи ЖЗ-ның жұмысқа қабілетінің критерийі болып табылады және 3760 ... 7500 кДжкг-ды құрайды.
Екінші шарт бөлінетін энергияның пайдаланылу ерекшеліктерін анықтайды. Егер барлық энергия жылу түрінде бөлінсе, онда ауысу жылу берілудің баяу процесі жолымен жүзеге асады. Бұл сыртқы қабаты болмаған жағдайда қысымның көтерілуі мардымсыз және реакция өнімдерінің механикалық әрекеті жоғары болмаған кездегі заттың жануына тән құбылыс. Газдар және су буы жарылыстың бастапқы сатысында аса сығылған күйде болып, кеңейе түседі және ЖЗ потенциалдық энергиясын механикалық жұмысқа айналдырады. Қалыпты жағдайда (р=101,3 кПа, Т=15°С) 1кг өндірістік ЖЗ 700 ... 900 л газ түзеді және олардың температурасы 3000 ... 4000°С болады. Жарылыс орнындағы қысым жүздеген мың атмосфераға жетеді, бұл тау жыныстарының беріктілік шегінен 2-3 есеге жоғары көрсеткіш. Сонымен қатар қысымның бірден секірмелі өзгеруі тау жынысында соққы толқынының түзілуіне әкеледі және ол дыбыс жылдамдығымен таралады. [1, 36 б.]

1.3.Жарылыстың таралу жағдайлары және жарылғыш заттардың детонациялық қабілеті

Әрбір жарылғыш зат, егер оның зарядының көлденең өлшемі (диаметрі) заттың физикалық күйіне (тығыздық, кеуектілік және т.б.) және жарылатын ортаның физика-механикалық сипаттамаларына (жабын қабырғалары) тәуелді шектік диаметрінен кіші болмаса, жарылысты тұрақты таратуға қабілетті болады. Бұл құбылыс жарылыс өнімдерінің радиалды кеңеюі есебінен жарылыс толқынындағы энергияның жоғалуымен байланысты. ЖЗ белгілі бір жылдамдықпен ғана тұрақты түрде детонацияланады. Сұйылтылған ЖЗ-ның минималды жарылу жылдамдығы-1,2 кмс, өнеркәсіптік ЖЗ-ның қалыпты жарылу жылдамдығы-2,5-6,5 кмс.
Тұрақты детонацияның үздіксіз факторлары, олар: жеткілікті бастама, зарядтың диаметрі мен тығыздығының қажетті шамасының болуы, ЖЗ қанағаттанарлық химиялық құрамы және қалыпты физикалық күйінің болуы. Осы факторларды өзгерту арқылы жарылыстың таралу жағдайлары мен параметрлерін жақсартуға немесе төмендетуге болады. Дегенмен детонатордың күштілік дәрежесіне қарамастан, бастамасы ЖЗ зарядының детонациялау жылдамдығы иницирлеу орнынан белгілі бір аймақта берілген жару жағдайларындағы ЖЗ тән шаманы қабылдайды. [1, 56 б.]
Детонацияның шектік диаметрі - заряд бойынша детонацияның таралуы мүмкін емес болатын диаметр. Мұндайда химиялық жоғалу көрсеткішінің артқандығы, толқынның әлсірегендігі соншалық, заряд жарылғыш заттың алдыңғы қабаттарын жару мақсатында қозуға қабілетсіз болып, жарылғыш зат өшіп қалады. Детонацияның таралу тұрақтылығы шегінде минималды жылдамдық - шектік жылдамдық ретінде орын алады. Заряд диаметрі артқан сайын, детонация жылдамдығы жарылғыш заттың берілген күйіне тән қандай да бір шектік мәнге дейін өседі. Мұндай тәуелділік әсіресе біртексіз (ұнтақ тәрізді және түйіршіктелген) жарылғыш заттарда физикалық және химиялық нысанда анық білінеді. Детонацияның тұрақты күйде қалуына мүмкіндік беретін диаметр - шектік диаметр, ал жылдамдық - детонацияның шектік немесе тиімді жылдамдығы деп есептеледі.
Детонациялық қабілеті жоғары жеке ЖЗ (тэн, гексоген) үшін шектік және максималды жылдамдықтардың айырмашылығы 5- 10%-ды құрайды. Тротил мен қоспалы жарылғыш заттарда бұл айырмашылық 50%-ды құрайды. Әсіресе бұл ірі түйірлі жарылғыш заттарда (гранулиттер, граммониттер) жоғары.
Заряд жабыны диаметрінің шектік диаметрден кіші болуы жағдайында зарядтың жарылу жылдамдығын арттырады. Егер заряд диаметрі шектік диаметрден жоғары болса, жабын жарылу жылдамдығының шамасына әсер етпейді. Жабынның берік болуы детонацияның шектік диаметрін де кемітеді.
Шектік диаметр ЖЗ-ның детонациялық қабілетінің өлшемі және оның маңызды сипаттамасы болып табылады: ол қаншалықты төмен болса, берілген ЖЗ-ның детонация жылдамдығы соншалықты жоғары. Оның мәні екі бірдей жарылғыш затта зарядтың физикалық күйіне және жарылу жағдайларына тәуелді кең аралықта өзгереді. Заряд жазықтығының тиісті жағдайында, ірі түйірлі, ылғалдандырылған немесе нығыздалған күйдегі жарылғыш заттың шектік диаметрінің шамасы жіңішке дисперсиялы әрі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.