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1、第五章炸药爆炸的基本理论v爆炸v定义：爆炸是物质系统一种迅速的物理或化学变化，在变化过程中，瞬间放出其内含能量，并借助系统内原有气体或爆炸生成气体的膨胀，对系统周围介质做功，使工质发生巨大的破坏效应，并伴随有强烈的发光和声响。爆炸的分类v物理爆炸：物质仅发生物态的急剧变化，而物质本身的分子组成，在爆炸前后并未改变。如蒸汽锅炉的爆炸、地壳内部弹性压缩引起的地壳运动（地震、火山爆发）、强火化放电或高压电流通过细金属丝所引起的爆炸、高速物体的碰撞等。v化学爆炸化学爆炸：在爆炸前后，不仅物质的状态发生变化，而且物质的化学性质也发生变化的爆炸现象都属于化学爆炸。如煤矿中的瓦斯爆炸、甲烷、乙炔和炸药等的爆
2、炸。v核爆炸：核爆炸的能量是核裂变或核的聚变反应所释放出的能量。v炸药的化学爆炸炸药的爆炸是一个瞬间完成的，高速的化学反应过程，在极短的时间内完成爆炸反应，释放出巨大的能量，对周围介质产生强烈冲击而做功。炸药爆炸的基本特征：从热力学意义上说，炸药是一种相对的不稳定物质。对爆炸现象的分析可知，炸药爆炸必须具备以下3个条件，即反应过程的放热性反应过程的放热性、快速性快速性和生成气体生成气体。它们称为炸药爆炸反应的三要素，三者相互关联，缺一不可。反应的放热性反应的放热性炸药的爆炸过程必须是一种放热的分解反应，这一要求对于所有的炸药爆炸现象均无例外，不满足这一条件，就不可能有爆炸的发生。要使炸药发生分
3、解反应，必须首先供给能量，使其分解活化或破坏其原来的结构，重新组成新的产物分子。反应不具有放热性，则前一层炸药爆炸后，就不可能激发下一层炸药的爆炸，因而反应就不可能自动地进行下去。此外，爆炸现象是一种能量的转化过程。炸药爆炸是通过炸药转化为稳定的爆炸产物，从而使化学能转变为热能，热能再转化为对环境介质所做的机械功。可见，不放热或放热甚少的化学反应不能提供做功的能量，因而不具有爆炸的性质。实验表明：凡分解时吸热的草酸盐都不具有爆炸的性质，只有分解时放热的草酸汞和草酸银才具有爆炸性。草酸铜虽然在分解时也放出热量，但因放热量很小，故爆炸性不明显。反应的快速性反应的快速性炸药反应的速度是区别于一般化学
4、反应过程的重要标志。每公斤无烟煤与空气的混合物燃烧反应放热量为9211KJ,而每公斤硝化甘油的爆热才有6280KJ（TNT才4000KJ），但前者反应需要数十分钟，而后者则在数十微秒的时间内完成，这就是说，炸药的爆炸反应速度要比一般的化学反应速度要快几千倍。爆炸反应的速度极高，具有极高的能量密度。有气体生成有气体生成 炸药的比容：单位质量的炸药爆炸时生成的气体产物在标准状态下的体积称为炸药的比容。爆炸对环境介质做功是通过高温高压的气体膨胀实现的，也就是说气体产物是炸药爆炸时对外做功的工质。因此，在反应过程中生成大量的气体产物也是炸药爆炸的一个重要特征。例如：一公斤TNT炸药爆炸后，可以产生常压
5、下的气体740m3，由于反应的放热性和高速性，这些气体产物在爆炸的瞬间仍占有炸药原来所占体积，即几乎被压缩在0.0006m3的体积内，因而形成极高的压力状态。高压状态的气体产物将猛烈膨胀，从而产生变热能为对外做功的机械功的爆炸效应。如果没有气体产生，也就不可能造成高温高压状态，自然也就不可能发生爆炸现象。例如：铝热剂反应：按每公斤放热量计算比TNT高，并能形成30000c的高温，使生产物溶化，但不能形成爆炸。若侵湿铝热剂或在松散铝热剂中含有空气，就可能产生类似爆炸的现象。炸药化学反应的形式炸药的爆炸变化是炸药化学反应的一种形式，随着条件的变化，炸药的化学变化过程可以是缓慢的，也可以是高速进行的
6、。一种炸药可能有几种不同形式的变化。v热分解：在常温常压下，炸药会自行分解，这种分解作用是在整个炸药内部展开的，炸药内各点的温度相同没有集中反应区。炸药的分解反应反映出炸药的化学安定性，研究它对炸药的长期库存，加工安全等有一定的意义。炸药化学反应的形式v燃烧：燃烧反应是从炸药的某个局部开始，然后沿着炸药的表面或条形的轴向方向以缓慢的速度传播。靠热传导向未反应区传播的，管内药柱燃烧时，燃烧产物向外空间排出，燃烧反应区则向尚未反应的炸药内部传播，二者运动方向相反。v爆炸：爆炸是指炸药以每秒数百米至数千米的速度进行的化学反应过程。爆炸反应从局部开始，靠冲击波向未反应区迅速传播，无论在密闭条件下还是敞
7、开条件下，均可产生较大压力，并伴随光、声等效应。燃烧靠热传导来传递能量和激起化学反应，受环境影响较大；而爆炸则靠冲击波的作用来传递能量和激起化学反应，基本上不受环境影响；爆炸反应也比燃烧反应更为激烈，放出热量和形成温度也高；燃烧产物的运动方向与反应区传播方向相反，而爆炸产物的运动方向则与反应区传播方向相同，故燃烧产生的压力较低，而爆炸则可产生很高的压力；燃烧速度是亚音速的，爆炸速度是超音速的。燃烧与爆炸的区别：v爆轰：爆炸同样存在稳定爆炸和不稳定爆炸两种情况，爆炸速度保持定值的称为稳定爆炸，否则为不稳定爆炸。稳定爆炸又称为爆轰。爆轰速度可达每秒20009000 m，产生压力可达数千至数万兆帕。
8、炸药上述三种化学变化的形式，在一定条件下，都是能够相互转化的：缓慢分解可发展为燃烧、爆炸；反之，爆炸也可转化为燃烧、缓慢分解。研究炸药化学变化形式，就是为了控制外界条件，使炸药的化学变化符合我们的需要。氧平衡炸药的爆炸是一个化学反应的过程，或者从本质上说是一个氧化的过程，即炸药中氧对碳、氢等元素氧化，使之成为较稳定的氧化物。在炸药爆炸反应的过程中，碳、氢元素氧化所需的氧元素由炸药本身提供。氧平衡：炸药内含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之间的关系。氧平衡用每克炸药中剩余或不足氧量的克数或百分数表示。氧系数：指炸药中含氧量与可燃元素充分氧化所需氧量之比，用它也可以表示氧平衡的关系。氧平衡计算对单体
9、炸药：假设炸药的通式为，则单质炸药的氧平衡按下式计算：式中Kb炸药的氧平衡；M炸药的摩尔量。例TNTC6H2(NO2)3CH3C7H5N3O6a=7b=6c=3d=6氧平衡计算对混合炸药：l 通式按1kg写出，将分子式改写为通式 则其氧平衡计算式为：l 按炸药各组分的重量百分比来求：式中 m1,m2mn混合炸药各组分重量百分比 k1,k2kn混合炸药各组分氧平衡值例阿梅托的氧平衡计算1kg阿梅托组成为 2.2(C7H5N3O6)+6.25(C0H4N2O3)=C15.4H36N19.1O31.95阿梅托TNT50%NH4NO350%TNT的摩尔数为500/227=2.2NH4NO3的摩尔数为5
10、00/80=6.251kg已知 KTNT=-74%,KNH4NO3=20%,氧平衡分类v正氧平衡（Kb 0）炸药内的含氧量除将可燃元素充分氧化之后尚有剩余，这类炸药称为正氧平衡炸药。正氧平衡炸药未能充分利用其中的氧量，且剩余的氧和游离氮化合时，将生成氮氧化物有毒气体，并吸收热量。v负氧平衡（Kb0）炸药内的含氧量不足以使可燃元素充分氧化，这类炸药称为负氧平衡炸药。这类炸药因氧量欠缺，未能充分利用可燃元素，放热量不充分，并且生成可燃性CO等有毒气体。v零氧平衡（Kb0）炸药内的含氧量恰好够可燃元素充分氧化，这类炸药称为零氧平衡炸药。零氧平衡炸药因氧和可燃元素都能得到充分利用，故在理想反应条件下，
11、能放出最大热量，而且不会生成有毒气体。爆炸反应方程v反应方程能够确定反映产物的成分和数量，确定爆炸释放的能量。它是计算炸药爆炸热化学参数和爆轰参数的依据。v爆炸反应的特点反应时间短；爆炸反应及产物受多因素的影响；存在中间反应和产物的二次反应。v确定炸药爆炸反应方程的方法l理论法：根据化学平衡和质量守衡定律来计算。l经验法：以某种热效应或能量原则来确定产物成分。第类炸药u当时即零氧平衡和正氧平衡（Kb0）对于这类炸药在确定其爆炸化学反应方程时，可近似地认为，炸药中地氢被氧化为H2O，碳被完全氧化为CO2，N与O游离。这样爆炸化学反应方程表示为：如：硝化甘油第类炸药u符合的负氧平衡 炸药中的爆炸反
12、应时，氧首先使氢全部被氧化为H2O，余下的氧将全部的碳氧化为CO，再余下的氧进一步将一定量的CO氧化为CO2。这样爆炸化学反应方程表示为：如：泰安炸药第类炸药u符合的负氧平衡 建立该爆炸化学反应方程的前提是：氧首先使氢全部氧化为H2O，余下的氧将全部的碳氧化为CO，其余的碳游离成固态碳，不生成CO2。这样爆炸化学反应方程表示为：如：梯恩梯（TNT）v含有其它元素的炸药,确定爆炸产物的原则：水不参与反应，只由液态变为气态；K、Na、Ca、Mg、Al等金属元素，在反应时首先被完全氧化；硫被氧化为二氧化硫；氯首先与金属作用，再与氢生成HCl。v影响有毒气体生成量的因素：炸药的氧平衡；化学反应的完全程
13、度；装药外壳等。爆容v爆容：单位质量炸药爆炸时，气体产物在标准状态（00C和一个大气压）下的体积，用V0表示，单位L/kg。爆容越大，炸药做功能力越强。v爆容计算：爆炸反应方程确定后，按阿佛加得罗定律很容易计算炸药的爆容。若炸药的通式是按1mol写出的，则爆容的公式为：若炸药的通式是按1kg写出的，则：式中ni气体产物的总摩尔数 M炸药的摩尔量 爆热v定义：单位质量炸药在定容条件下爆炸所释放的热量称为爆热，其单位是kJkg或kJmol。爆热的计算：v生成热：由元素生成1kg或lmol化合物所放出（或吸收）的热量叫做该化合物的生成热。v盖斯定律：盖斯定律认为，化学反应的热效应同反应进行的途径无关
14、，当热力过程一定时，热效应只取决于反应的初态和终态。根据盖斯定律，从状态1到状态3，同状态1经由状态2再到状态3的热效应相等。即Q1-3Q1-2Q2-3影响爆热的因素：v炸药的氧平衡。零氧平衡时，炸药内可燃元素能完全氧化并放出最大热量。v装药密度。对缺氧较多的负氧平衡炸药，增大装药密度可以增加爆热。v附加物影响。炸药中加入细金属粉末不仅能与氧生成金属氧化物且能与氮反应生成金属氮化物，这些反应是剧烈的放热反应，从而增加爆热。v装药外壳影响。增加外壳强度或重量，能阻止气体产物的膨胀，提高爆压，从而提高爆热。v炸药化学反应的完全程度。v爆温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。计算
15、方法:卡斯特法v爆压 爆轰产物在爆炸完成的瞬间所具有的压力称为爆压，单位为MPa。爆压反映炸药在爆炸瞬间的猛烈破坏程度。计算方法:阿贝尔状态方程炸药的起爆与感度v起爆和起爆能通常把炸药在外界能量作用下发生爆炸反应的过程称为起爆。这种外界的能量称为起爆能。v起爆能形式l热能：利用导火索的火焰引爆火雷管，利用通电电流使雷管桥丝加热引爆电雷管等，均属热能起爆。l机械能：通过撞击摩擦等机械作用，使机械作用的局部炸药分子活化，产生强烈的相对运动，并在瞬间产生热效应（即由机械能转化为热能）使炸药起爆。l冲击波能量：利用起爆药爆轰产生的爆轰波、冲击波和高温高压气体物流，以及起爆药包爆炸所释放的能量，使另一些
16、炸药起爆，冲击波能量是利用最广泛的起爆能。l电能：利用静电、高压火花放电、电磁辐射、高能粒子辐射等能量引爆炸药。炸药的起爆机理：外界能量的作用能否引起炸药爆炸，取决于能量的大小及能量的集中程度。根据活化能理论，化学反应只是在具有活化能量的活化分子之间相互接触和碰撞时才能发生。v热能起爆机理炸药的放热反应速度大于散热速度产生的热积累，温度不断升高，使反应加速导致爆炸。l爆发点：使炸药发生爆炸时的温度（爆前的环境温度）。机械能起爆机理(热点起爆机理)：炸药受到撞击或摩擦作用时会发热，假设所产生的热来不及均匀地分布到全部炸药中去，只集中在承受机械作用的个别或几个点上，如个别结晶的两面角，特别是多面棱
17、角或小气泡周围，则当这些小点温度达到爆发点时，便首先爆炸，并扩展开去。这些小点称为热点。v热点形成的主要三种情况热点形成的主要三种情况：l炸药颗粒之间、颗粒与杂质之间发生强烈摩擦生成热点。l高速粘性流动发热形成热点。l微小气泡的绝热压缩形成热点。v热点发展为爆炸的条件热点发展为爆炸的条件：l热点温度在3006000C;l 热点半径在103105cm；l 热点作用时间在103 s以上;l 热点的热量达4.181084.181010J以上。爆炸冲能起爆机理近似于机械能起爆机理。由于瞬间爆轰波（强冲击波）作用，首先在炸药局部形成热点，引起热点周围炸药分子的爆炸，使炸药起爆。利用雷管、导爆索或中继药包
18、引爆炸药即为此机理。炸药的感度炸药的敏感度是指炸药在外能作用下发生爆炸的难易程度，炸药感度的高低，以激起其爆炸反应所需要的能量大小来衡量。所需的起爆能量越小，表明炸药的感度越高；反之，表明炸药的感度越低，或者钝感。u炸药热感度炸药在热能作用下起爆的难易程度称为热感度。v加热感度：指炸药在均匀加热条件下发生爆炸的难易程度，用爆发点来表示。在一定试验条件下，在规定的时间内，将炸药加热到爆炸时的最低加热温度。v火焰感度：炸药在火焰或火花作用下发生爆炸的难易程度称为火焰感度。一般用炸药对导火索喷出火焰的最大引爆距离来表示，单位为mm。v炸药的机械感度及其测定炸药的机械感度主要有冲击感度和摩擦感度。冲击
19、感度:冲击感度一般用垂直落锤仪测定，采用 25次平行试验中炸药样品发生爆炸的百分率来表示该炸药的撞击感度。起爆药的撞击感度很高，用上述的装置来测定不合适，可用弧形落锤仪进行测量。摩擦感度 炸药摩擦感度通常利用摆式摩擦仪来测定。施加静荷载的台柱之间夹有炸药试样，在摆锤打击下，上、下两击柱间发生水平移动以摩擦炸药试样，观察爆炸的百分率,用上限和下限表示。v冲击波感度及其测定炸药的冲击波感度是指炸药在冲击波作用下，发生爆炸的可能性。工业炸药的冲击波感度常用殉爆距离来衡量。v殉爆：某处炸药爆炸时，通过某种惰性介质（例如空气）中产生的冲击波，引起另一处炸药爆炸的现象称为殉爆。殉爆距离的测定：主爆药卷引爆
20、后的冲击波在一定距离内可激起从爆药卷的爆炸。足以激起从爆药卷爆炸的最大距离称为试验炸药的殉爆距离，单位cm。殉爆距离：取决于主动药包的炸药性质和药量、被动药包对冲击波的感度、介质三个因素。炸药的殉爆距离是炸药厂和使用单位质量检验和炸药是否变质的评价指标；也是炸药储存库房安全距离的设计依据。v静电感度：炸药的静电感度指在静电火花作用下炸药发生爆炸反应的难易程度，它可用炸药发生爆炸所需最小放电电能来表示，或用在一定放电电能条件下所发生爆炸的频数来表示。v影响炸药感度的因素:l炸药的温度；l炸药的化学结构；l炸药的物理性质（包括相态、颗粒和装药密度）通常有熔融态同类固态；颗粒越小，感度越高；在一定范
21、围内，密度越大，感度越小；加入高熔点的固体参合物（铝粉、石英砂）机械感度提高，加入石蜡等软质参合物，感度降低。炸药的爆轰理论 自19世纪末期以来，炸药和起爆器材有了很大的发展和完善，有关爆轰过程的理论研究也出现了许多学说，其中比较接近生产实际的是建立在以流体动力学流体动力学为基础的爆轰理论。流体动力学爆轰理论的基本观点：v炸药的爆轰是冲击波在炸药中传播而引起的；v炸药在冲击波作用下的快速化学反应所释放出的能量支持了冲击波的传播，使其波速保持恒定而不衰减；v爆轰参数是以流体动力学为基础计算的。波的基本概念v扰动：在外界作用下，介质局部的平衡状态到不平衡状态的变化称为扰动。v波：扰动在介质中的传播
22、称为波。v波阵面（波头）：在波的传播过程中扰动区之间的界面称为波阵面或波头。v波速：波阵面传播速度。v质点速度：由于扰动而引起介质质点的速度。v纵波(P波)：在扰动过程中，介质质点运动速度与波的传播方向一致的波。v横波(S波)：在扰动过程中，介质质点运动速度与波的传播方向垂直的波。v音波：音波是介质中传播的弱扰动纵波，其传播速度称为音速，音波是介质质点在其平衡位置上做往复式弹性震动所形成的。v压缩波与稀疏波受扰动后波阵面上介质的压力、密度等状态参数升高的波称为压缩波。可见，当介质中有压缩波传播时，将引起介质压力P,密度等状态参数增大，介质运动的方向与波的传播方向相同。受扰动后波阵面上介质的压力
23、、密度等状态参数下降的波称为膨胀波（稀疏波），它是一种弱扰动波。膨胀波传播所引起的介质状态变化是连续的，任意两个相邻截面的介质状态参数都差一个无穷小量，并且介质运动的方向与波传播方向相反。波传播的基本方程v质量守恒方程在波稳定传播的条件下，单位时间内从波面右侧流入的介质量等于从左侧流出的量。即在u0=0的条件下，上式可简化为：v动量守恒方程冲击波传播过程中，单位时间内作用于介质的冲量等于其动量的改变。即在u0=0的条件下，上式可简化为：v李曼方程由式（）和式（）联立求解，并利用1/V（V为比容）的关系有（）（）v能量守恒方程根据能量守恒定律，在波的传播过程中，单位时间内从波面右侧流入的能量应等
24、于左侧流出的能量，其中，能量包括介质所具有的内能、压力位能和介质流动的动能。v冲击绝热方程在u0=0的条件下，并将李曼方程式（）和式（）代入得：上述基本方程对气体、液体、和固体介质都适用，而且没有限制扰动强度，对弱波和强波也都适用。理想气体中波的基本方程理想气体冲击绝热方程：气体音速：冲击波冲击波是一种强压缩波，当某物质（物体）以超音速在某种介质中运动时，运行前方一定范围内的介质质点就会受到扰动，并在一定界面上形成强烈的压缩状态，这种压缩在介质中传播，就形成冲击波。冲击波也可描述为：在外界某种能量作用下，介质的状态发生突变，在某种界面上形成的压力、温度、密度突跃式增加，这一界面以高于声速的速度
25、在介质中传播就叫冲击波。压力温度、密度突跃式增加的界面就叫冲击波波阵面。特点：冲击波的产生是一系列弱压缩波叠加的结果，是一个由量变到质变的过程，波头是无限陡峭的，冲击波是状态参量不连续的间断面。冲击波的形成当管中的活塞高速向前运动时，气缸内的气体产生一系列的压缩梯波，由于压缩过程极为迅速，忽略热传导损失，气体温度、压力、密度突跃式上升。这样后产生的新压缩波，都是在前面的压缩了的气体中传播，后压缩波的速度都比前压缩波的速度大，后压缩波必然赶上或超过前压缩波，到达某一时刻，一系列的压缩梯波逐渐靠拢，形成一个垂直波阵面，波阵面上介质各状态参数突跃升到最大值。冲击波基本关系式冲击波基本关系式v冲击绝热
26、线只代表冲击压缩后可能达到的那些状态，而不反映状态变化的过程。其物理意义为：冲击波的冲击绝热线不是过程线，而是不同波速的冲击波传过具有同一初态（P0、VO）的介质后达到的终点状态的连线。v若给定D值，该方程在坐标面内为一条通过（P0,V0）点的直线，这条曲线称为冲击波的米海尔直线或波速线。其物理意义是：波速线乃是一定波速的冲击波传过具有同一初始状态的不同介质所达到的终点状态的连线。v冲击波压缩后的介质要满足冲击绝热方程，又要满足波速线方程。介质状态的由冲击绝热方程和波速线方程交点坐标确定。v冲击波衰减为音波后，波速线将在初始状态点（P0,V0）与冲击绝热曲线相切（0）,同时也与通过该点的等熵绝
27、热曲线相切。这条切线代表未扰动介质的音速。气体中的冲击波参数v若近似地将气体看成理想气体，则由李曼方程和理想气体中的冲击绝热方程，对于强冲击波（PP0），1/M2和P0均可忽略不计。故冲击波参数计算公式可简化为：4.冲击波的特征冲击波和声波同属纵波，但冲击波和声波有很大不同，他们的区别在于：v冲击波传播速度对未扰动介质而言是超音速的，对已扰动介质而言则是亚音速的；v冲击波波速与波的强度有关，波的强度越大，波速越大；v冲击波具有陡峭的波头，其波阵面上的介质状态参数产生突跃变化；v冲击波传播过程中，波阵面上的介质将产生质点运动，运动方向与波的传播方向相同，但其速度小于波速，因此在冲击波后伴随有稀疏
28、波；v介质受冲击波压缩时，熵值增大，即内能增大，动能减小，所以随着冲击波在介质中传播，波的强度随之衰减，最终衰减为音波；v冲击波是一种脉冲波，不具有周期性。炸药的爆轰过程（Z-N-D模型）v炸药一旦被起爆，就在起爆点发生爆炸反应而产生高温、高压和高速的气体流，能够在周围介质（炸药）中激发冲击波，并在炸药中传播。v在炸药中传播并伴随又有高速化学反应的冲击波就叫爆轰波，也称为反应性冲击波或自持性冲击波。这个过程叫爆轰过程。v爆轰波具有传播速度稳定的特点，爆轰波波速就是炸药的爆速。爆轰波传播的稳定条件v由于冲击波头参数和爆轰波参数必须满足相应的冲击绝热方程，所以（Pz、Vz）（PH、VH）必须落在相
29、应的绝热曲线上。又因冲击波头和爆轰波头以相同的速度D传播的，所以点（Pz、Vz）和点（PH、VH）还必须落在代表波速的波速线上。爆轰波传播的稳定条件v在所有通过0点的波速线中，能代表稳定爆炸的只有一条，即与爆轰波头冲击绝热曲线相切的波速线，它代表的爆速是所有波速线中最小的，即速度为DHUHCH。切点H称为CJ点，它是爆轰波的冲击绝热曲线、波速线和等熵线的公切点，该点的状态参数称为CJ参数或爆轰参数。因此，稳定爆炸的条件是反应终了气体的流速与音速之和必须等于爆速，即v稀疏波和化学反应区都以当地音速（uc）的速度跟随在冲击波头后传播。l如果uCD，稀疏波就会侵人反应区，减少对冲击波头的能量补充，使
30、爆轰波不能稳定传播而降低爆速；l如果UCD，由于连续性的原因，反应区内也有部分区域存在着uCD的情况，而这部分区域释放的化学能不可能传送到冲击波头上，故从支持冲击波头能量的观点来看，它是无效的，结果也会使爆轰波不能稳定传播而降低爆速。l因此，稳定爆炸条件必须满足CJ条件。爆轰参数计算基本方程爆轰参数计算由式(1)(2)(3)(4)和理想气体状态方程pV=nRT解得：冲击波头和爆轰波头参数之间的关系气体炸药凝聚体炸药爆轰参数凝聚炸药近似状态方程：r凝聚炸药的多方指数r=3爆速及其影响因素v药卷直径的影响极限直径极限爆速临界直径临界爆速影响原因爆速及其影响因素v炸药密度的影响对单质炸药，因增大密度
31、既提高了理想爆速，又减小了临界直径，在达到结晶密度之前，爆速随密度增大而增大。对混合炸药，增大密度虽然提高理想爆速，但相应地也增大了临界直径。当药卷直径一定时，存在有使爆速达最大的密度值，这个密度称为最佳密度。v炸药粒度的影响一般情况下，炸药粒度细、临界直径和极限直径减小，爆速增高。但混合炸药中不同成分的粒度对临界直径的影响也不完全一样。其敏感成分的粒度越细，临界直径越小，爆速越高；而相对钝感成分的粒度越细，临界直径增大，爆速也相应减小；但粒度细到一定程度后，临界直径又随粒度减小而减小，爆速也相应增大。爆速及其影响因素v装药外壳的影响装药外壳可以限制炸药爆轰时反应区爆轰产物的侧向飞散，从而减小
32、炸药的临界直径。当装药直径较小时，爆速距理想爆速较大时，增加外壳可以提高爆速，其效果与加大装药直径相同。v起爆冲能的影响起爆冲能不会影响炸药的理想爆速，但要使炸药达到稳定爆轰，必须供给炸药足够的起爆能，且激发冲击波速度必须大于炸药的临界爆速。v间隙效应混合炸药（特别是硝铵类炸药）细长连续装药，通常在空气中都能正常传爆，但在炮孔内，如果药柱与炮孔孔壁间存在间隙，常常会发生爆轰中断或爆轰转变为爆燃的现象，这种现象称为间隙效应或管道效应。爆速测定方法l导爆索法l电测法l高速摄影法VOD Laboratory MeasurementsLtP66VOD Laboratory MeasurementsLt
33、炸药的动作用和静作用v炸药爆炸时形成的爆轰波和高温、高压的爆轰产物，将对周围介质产生强烈的冲击和压缩作用，使周围介质发生变形、破坏、运动和抛掷。炸药对周围介质的各种机械作用统称为爆炸作用。v炸药的爆炸作用可分为两部分：利用炸药爆炸产生冲击波或应力波形成的破坏作用称为炸药爆炸的动作用；利用爆炸气体产物的流体静压或膨胀功形成的破坏或抛掷作用称为炸药爆炸的（准）静作用。v炸药的动作用和静作用决定于炸药爆炸作用在炮孔壁上的压力变化。炮孔壁上的压力决定于炸药和介质的性质、装药结构和爆破条件等。炸药的爆力及测定v炸药的爆力是爆炸产物膨胀做功的能力（静作用），也是衡量炸药爆炸作用的重要指标。v炸药能量对外界
34、做功的原因是在于爆炸瞬间迅速释放出化学能将爆生气体产物立即加热到数千K的高温，并在气体产物中造成数万MPa的高压状态，导致气体产物向周围介质急剧膨胀而做功。爆力主要取决于爆热和所生成气体产物的多少。v试验测定炸药爆力的方法很多，其原理是找出与炸药做功能力（静作用）有关的某个参数来作为相对爆力的指标。常用的是铅铸法和抛掷漏斗对比法。Energy Underwater Technique Test PoundExplosive ChargeSensorsSensors 炸药的猛度及测定v炸药爆炸产生冲击波和应力波的作用强度称为猛度。它表征了炸药动作用的强度，是衡量炸药爆炸特性及爆炸作用的重要指标。v炸药爆炸的冲击破坏能力，取决于动作用阶段的压力及其作用时间，故可用爆轰压力或比冲量来表示。因此，炸药的密度和爆速越高，猛度也越高，即猛度取决于爆轰参数。v猛度的试验测定方法有多种，其基本原理都是找出与爆轰压或头部冲星相关的某个参量作为猛度的相对指标。较普遍采用的测定方法是铝柱压缩法和猛度摆法。v爆破不同性质的岩石，应选择不同猛度的炸药。一般来说，岩石的波阻抗越大，选用炸药的猛度越大；爆破波阻抗较小的岩土时，炸药的猛度不宜过高。