(1) 爆炸反应时间短促 爆炸温度很高,爆炸产物之间进行的反应很快;
(2) 视爆炸过程为一绝热等容过程,所放出的热量全部用以加热爆炸产物;
(3) 高温下的爆炸产物服从理想气体状态方程。
根据氧平衡情况,CaHbOcNd类物质的爆炸有以下三种变化方程:
(1) 第一类爆炸物 符合2a+b/2≤c的正氧平衡和零氧平衡爆炸性物质,其爆炸反应方程用下式表示:
CaHbOcNd=xCO2+yCO+mO2+uH2O+pNO+wN2+QV
方程式中各项系数可根据质量守恒定律按下式求出:
R——理想气体常数;
kPCO2))——二氧化碳反应平衡常数,各种物质反应平衡常数见表2-24;
T——爆温。
解上述六个方程式求出系数,爆炸反应方程就可确定了。为简化计算,可忽略生成量极少的物质 (如NO) 。
爆温用渐近法求得,先设T1为爆温,由T1值及表中所需的平衡常数解六个联立方程得到爆炸产物成分,然后计算出爆热求爆温T。如T1与T差别不大,即可认为原求之爆炸组分为所求的组分。如相差很大可用其平均值作为假设爆温重新计算直到所得温度与假设温度相符合为止。
(2)第二类爆炸物 符合2a+b/2≥c≥a+b/2的负氧平衡物质,其爆炸反应方程由下式表示:
CaHbOcNd=xCO2+yCO+uH2O+hH2+wN2+QV
表2-24 反应热及平衡常数计算表
温 度 (K) | 300 | 400 | 600 | 800 | 1000 |
CHN⇌1/2H2+1/2N2+C+31.280 | -20.98 | -15.21 | -9.55 | -6.73 | -5.04 |
NO⇌1/2O2+1/2N2+21.477 | -15.09 | -11.156 | -7.219 | -2.250 | -4.068 |
2N⇌N2+170.240 CO+3H2⇌CH4+H2O+45.892 CO+H2O⇌CO2+H2+9.660 CO+1/2O2⇌CO2+66.767 | -118.63 -24 .68 -4.95 -44.74 | -87.47 -15.60 -3.17 -32.41 | -56.21 -6.296 -1.44 -20.07 | -40.52 -1.507 -0.61 -13.90 | -31.84 -1.425 -0.39 -10.199 |
C(石墨)+1/2O2⇌CO+27.202 | -23.93 | -19.13 | -14.34 | -11.93 | -10.48 |
OH+1/2H2⇌H2O+67.107 | -46.29 | -33.91 | -21.47 | -15.22 | -11.444 |
H2+1/2O2⇌H2O+57.107 | -39.79 | -29.24 | -18.63 | -13.29 | -10.06 |