Температура взрыва тротила

Параметры горения и взрывов ВВ

Температура взрыва тротила

Взрывом называется чрезвычайно быстрое проявление работы, вызываемое расширением газов или паров.

Вещество называют взрывчатым, если оно обладает способностью моментально по всей своей массе разлагаться с выделением значительного количества тепла и образовывать газообразные продукты.

Или другими словами, вещества, способные к химическим реакциям, сопровождающимся взрывом, называют взрывчатыми веществами (ВВ).

Взрывы могут быть обусловлены физическими и химическими причинами.

Физические причины: создание большого (избыточного) давления внутри аппаратов, например парового котла, при этом давление превышает прочность материала котла, на которую он был рассчитан.

В свою очередь причинами повышения давления могут быть нарушение материального баланса, повышение температуры, попадание внутрь подобного аппарата низкокипящих, а, следовательно, и легкоиспаряющихся жидкостей.

Химические причины: протекание химических реакций, в результате которых твердые и жидкие вещества превращаются в газы, и при этом выделяется большое количество тепла. Именно такие взрывы используются в технике.

Например, взрыв 1 кг тротила (тринитротолуола) происходит за одну стотысячную долю секунды. При этом образуются газы, объем которых при нормальных условиях (00С) составляет 700 л. Известно, что при нагревании на один градус объем газа увеличивается на 1/273 первоначального объема.

Температура взрыва достигает 30000С, и при этих условиях объем этих газов составит 8400 л (в 12 раз больше). Тротил имеет плотность 1,6 кг/л, т.е. 1 кг занимает объем: Vтр= 1/1,6 = 0,66л.

Вследствие огромной скорости реакции и большой скорости ее распространения по веществу образующиеся газы не успевают заметно расшириться и занимают в момент образования тот объем, который занимало твердое вещество. В этом случае давление продуктов взрыва в этом объеме должно быть равно Р = 8400/0,66 = 13000 атм.

[attention type=yellow]

Поскольку такое давление возникает за очень малый промежуток времени, то оно действует как резкий удар огромной силы, который вызывает разрушение или отбрасывание предметов, окружающих заряд взрывчатого вещества.Принято считать, что взрывчатые вещества всегда взрывоопасны и должны быть таковыми. Это неверное представление.

[/attention]

Взрывчатые вещества (особенно те, которые используются в технике) опасны при совершенно определенных условиях.

Химические превращения ВВ могут протекать в различных формах, а именно в форме термического распада, горения и детонации.

Термический распад – это химическая реакция, происходящая во всем объеме вещества, скорость которой определяется температурой окружающей среды.

Поскольку молекулы ВВ в своем составе имеют и горючие элементы (С, Н) и кислород, реакция окисления протекает при любых условиях.

При нормальной температуре скорость термического распада для практически всех применяемых веществ ничтожно мала и все тепло, которое образуется в результате реакции окисления, расходуется на нагрев окружающей среды.

Если температура окружающей среды повышается, то скорость реакции и количество выделяемого тепла увеличивается. При некоторой температуре количество тепла, выделяющегося в результате химической реакции, превысит количество тепла, отдаваемого в окружающую среду. В этом случае начнется самоускорение реакции и может произойти вспышка (воспламенение) вещества.

Горение ВВ – это самораспространяющаяся химическая реакция, при которой энергия реагирующих слоев вещества передается следующим слоям путем теплопередачи. В этом случае горение ВВ происходит подобно горению топлива.

При нагревании поверхности заряда тротила примерно до 5000С произойдет его воспламенение. Химическая реакция протекает достаточно быстро, тепла выделяется больше, чем его теряется в окружающую среду. В результате горения образуются газы с высокой температурой.

Они нагревают следующий слой тротила, в нем начинается химическая реакция и так повторяется от слоя к слою, пока не сгорит весь тротил.

Таким образом, в случае горения ВВ, как и в случае горения топлива, происходит послойный разогрев путем теплопроводности с той разницей, что при горении ВВ не нужен подвод кислорода из воздуха, т.к. окислитель имеется в составе самого ВВ.

Большинство ВВ – органические вещества, имеющие очень низкую теплопроводность. Известно, что передача тепла теплопроводностью – довольно медленный процесс, и поэтому скорость горения ВВ небольшая (примерно несколько миллиметров в секунду). Так, при горении с торца заряд тротила высотой 10 см сгорает примерно за 15 минут при атмосферном давлении.

Скорость горения зависит от внешних условий. Скорость горения увеличивается, если вещество состоит из мелких зерен и имеет много пор. Большое влияние на скорость горения оказывает и внешнее давление. При определенных условиях, при быстром возрастании давления, горение ВВ может перейти в детонацию.

Детонация – это самораспространяющаяся химическая реакция, которая вызывается перемещающейся по взрывчатому веществу ударной волной. При детонации, как и при горении, реакция протекает в узкой зоне, перемещающейся по веществу, но механизм ее распространения принципиально другой: он определяется распространением ударной волны.

Ударная волна представляет собой зону сжатия, перемещающуюся по среде со скоростью, большей скорости звука. За зоной сжатия перемещается зона уменьшения давления, так называемая зона разрежения.

[attention type=red]

Ударные волны отличаются от обычных звуковых тем, что давление, плотность и температура на фронте волны повышаются не непрерывно, а скачком, практически мгновенно. Рассмотрим процесс распространения ударной волны по ВВ.

[/attention]

Если скорость распространения ударной волны по ВВ больше некоторого предела, то она, сжимая вещество, нагревает его или отдельные участки до температуры, при которой в веществе начинается интенсивная химическая реакция.

Именно за счет энергии, которая выделяется при реакции, поддерживается постоянство давления на фронте ударной волны. По этой причине детонация может распространяться на сколь угодно длинном пути в заряде взрывчатого вещества с постоянной скоростью.

Таким образом, скорость детонации – это скорость распространения во ВВ ударной волны, возбуждающей его интенсивную реакцию. Детонация всегда распространяется со скоростью большей, чем скорость звука в исходном ВВ. Скорость детонации для твердых и жидких ВВ колеблется от 1000 до 9000 м/с.

Возникновение детонационных волн может быть вызвано различными причинами: резким ударом, быстрым возрастанием давления при горении, взрывом другого взрывчатого вещества.

При детонации нагретые газообразные продукты горения в первый момент практически занимают тот же объем, который имело ВВ. Продукты взрыва сразу после детонации находятся под громадным давлением (десятков и сотен тысяч атмосфер), что обусловливает большую скорость их разлета и большое разрушительное действие, которое они оказывают на предметы, находящиеся вблизи очага взрыва.

Упрощенно явления, протекающие при детонации, можно представить следующим образом.

По заряду ВВ производится очень сильный удар. При таком ударе верхний слой заряда сожмется и сильно разогреется, при этом в сжатом слое произойдет химическая реакция. Скорость ее будет гораздо выше, чем при горении, так как в этом случае возникает не только высокая температура, но и большое давление, созданное ударом.

Образовавшимся газам некуда расширяться: с одной стороны находится ударяющая поверхность, с другой , – заряд, поэтому они будут создавать большое давление, которое сожмет соседний слой ВВ. Сжатие вызовет разогрев и быструю химическую реакцию.

[attention type=green]

Следовательно, при детонации, как и при горении, реакция, начавшись на поверхности заряда, будет распространяться по нему вглубь, пока не прореагирует всё ВВ.

[/attention]

Основное отличие детонации от горения заключается в том, что разогрев, вызывающий реакцию, передается не теплопроводностью, а ударной волной. Передача энергии волной происходит намного быстрее, чем теплопроводностью.

Таблица: Параметры детонационной волны некоторых ВВ

Название ВВПлотность, г/см3Скорость детонации, м/сДавление детонации, Н/м2Скорость потока среды за фронтом детонации, м/с
начальнаяВо фронте детонац. волны
Тротил (литой)1,451,936500157/1081625
Тротил (прессов)1,592,126900193/1081725
Гексоген1,622,168100296/1082025

Взрывчатыми могут быть только те вещества, при химическом превращении которых выделяется теплота. Количество тепла, выделяющееся при взрывном разложении вещества, может также служить характеристикой ВВ.

Таблица: Теплота взрыва некоторых ВВ

Взрывчатое веществоТеплота взрыва QV МДж/кгQV/QТНТ
Тротил (ТНТ)4,241
Гексоген5,541,31
Тэн5,881,39
Пикрат аммония3,360,79
Аммотол 50/504,200,99
ТГ 36/64 (ТНТ/гексоген)4,801,39
Порох дымный2,790,66

Полная работа взрыва определяется следующими факторами:

  1. Работа взрыва тем больше, чем больше соотношение объема газов после и до взрыва (конечного и начального объемов).
  2. Чем выше значение теплоты взрыва QV, тем больше работа взрыва.
  3. Чем меньше теплоемкость продуктов взрыва, тем больше работа взрыва.
  4. Так как теплоемкость растет с увеличением числа атомов в молекуле, то выгоднее иметь в составе продуктов взрыва больше двухатомных газов (например, азота N2); вместе с тем, чем больше двухатомных газов, тем больше объем продуктов взрыва, что тоже приводит к увеличению работы взрыва.
  5. Твердые вещества обладают большой теплоемкостью. Чем больше в продуктах взрыва твердых веществ, тем больше общая теплоемкость продуктов взрыва и тем меньше работа взрыва.

Источник: www.studfiles.ru

Источник: http://www.mining-portal.ru/library/char_bombs/parametr_bombs/

Инженерные боеприпасы

Температура взрыва тротила

Взрывчатое вещество бризантное нормальной мощности. Известен под названиями:-Тринитротолуол. -Тол. – Тринит. – Нитротол. – Тротил.-Толит (Tolite)Аббревиатуры: – ТНТ. – TNT. – Т. – SS-801. -T 8010.-Fp.02.Основные характеристики:1. Чувствительность: Не чувствителен к удару, прострелу пулей, огню, искре, трению, химическому воздействию. Прессованный и порошкообразный тротил хорошо чувствителен к детонации и надежно взрывается от стандартных капсюлей-детонаторов, запалов. Плавленый и чешуированный тротил имеет пониженную чувствительность к детонации и требует промежуточного детонатора в виде некоторого количества прессованного тротила.2. Энергия взрывчатого превращения – 1010 ккал/кг.3. Скорость детонации: 6900 м/сек.4. Бризантность: 19мм.5. Фугасность: 285 куб.см..6. Химическая стойкость: Не вступает в реакцию с твердыми материалами (металл, дерево, пластмассы, бетон, кирпич и т.п.), не растворяется водой, не гигроскопичен, не изменяет своих взрывчатых свойств при длительном нагреве, смачивании водой, и изменении агрегатного состояния (в расплавленном виде). Под длительном воздействии солнечного света темнеет и несколько повышает свою чувствительность (теоретически). При воздействии открытого пламени загорается и горит желтым, сильно коптящим пламенем. Горение в замкнутом пространстве большого количества может перерасти в детонацию (теоретически, на практике это не встречается).7. Продолжительность и условия работоспособного состояния: Продолжительность не ограничивается (надежно срабатывает тротил, изготовленный в начале тридцатых годов). Длительное (60-70 лет) пребывание в воде, земле, корпусах боеприпасов не изменяет взрывчатых свойств.8. Нормальное агрегатное состояние: Твердое вещество. Применяется в порошкообразном, чешуированном и твердом виде9. Плотность : 1.66 г./куб см.В обычных условиях тротил представляет собой твердое вещество. Плавится при температуре +81 градус, при температуре +310 градусов загорается.Тротил является продуктом воздействия смеси азотной и серной кислот на толуол. На выходе получается чешуированный тротил (отдельные мелкие чешуйки). Из чешуированного тротила механической обработкой можно получить порошкообразный, прессованный тротил, нагреванием плавленый тротил.Тротил нашел самое широкое применение из-за простоты и удобства его механической обработки (очень легко изготавливать заряды любого веса, заполнять любые полости, резать, сверлить и т.п.), высокой химической стойкости и инертности, невосприимчивости к внешним воздействиям. А значит он очень надежен и безопасен в применении. В то же время он обладает высокими взрывными характеристиками.Тротил применяется как в чистом виде, так и в смесях с другими ВВ (гексогеном, тетрилом, тэном, аммиачно-селитренными ВВ и др.), причем в химические реакции тротил с ними не вступает. В смеси с гексогеном, тетрилом, тэном тротил понижает чувствительность последних, а в смеси с аммиачно-селитренными ВВ тротил повышает их взрывчатые свойства, повышает химическую стойкость и снижает гигроскопичность.Тротил в России является основным ВВ для снаряжения снарядов, ракет, минометных мин, авиабомб, инженерных мин и фугасов. Тротил применяется как основное ВВ при проведении подрывных работ в грунте, подрывании металлических, бетонных, кирпичных и иных конструкций.В России для подрывных работ тротил поставляется: 1.В чешуированном виде в бумажных мешках из крафт-бумаги весом 50кг.2.В прессованном виде в деревянных ящиках (шашки 75, 200, 400г.)

Тротиловые шашки выпускаются трех типоразмеров: *Большая – размером 10х5х5 см. и массой 400 г. Запальное гнездо на боковой грани. *Малая – размером 10х5х2.5 см. и массой 200 г. Запальное гнездо на торцевой грани

*Буровая -диаметром 3 см., длиной 7 см. и массой 75 г. Запальное гнездо в торце.

Все шашки обернуты парафинированной бумагой красного, желтого, серого или серо-зеленого цвета. На боковой стороне имеется надпись “Тротиловая шашка …г.”

Место запального гнезда обозначено на бумаге черным кружком. Запальное гнездо размером под стандартный капсюль-детонатор № 8. Запальное гнездо может быть гладким или иметь в верхней части резьбу 1М10х1Н под стандартный запал МД-5. В некоторых случаях для повышения прочности резьбы она обкладывается фольгой. О наличии резьбы на боковой стороне шашки имеется надпись.

Шашки укладываются в деревянные ящики в следующих комплектациях: 1. 250 буровых шашек. Вес ящика 26 кг. Вес нетто – 18.75 кг. 2. 124 малые шашки + 1 буровая шашка. Вес ящика 32 кг. Нетто – 24.875 кг. 3. 62 большие шашки +1 буровая шашка. Вес ящика 32 кг. Нетто -24.675 кг.

4. 30 больших шашек +65 малых шашек. Вес ящика 32 кг. Нетто -25 кг.

Из больших и малых тротиловых шашек составляются подрывные заряды нужной массы. Ящик с тротиловыми шашками может также использоваться как подрывной заряд массой 25 кг.

Для этого в верхней крышке в центре имеется   отверстие для запала, закрытое легко удаляемой дощечкой. Шашка под этим отверстием уложена так, чтобы ее запальное гнездо приходилось как раз под отверстием в крышке ящика.

Ящики окрашены в зеленый цвет, снабжены деревянными или веревочными ручками для переноски. На ящиках нанесена соответствующая маркировка.

Диаметр буровой шашки соответствует диаметру стандартного бура для сверления горных пород. Эти шашки используются для комплектования буровых зарядов при разрушении горных пород.

В инженерные войска тротил также поставляется в виде готовых зарядов в металлической оболочке, имеющей гнезда для различного типа запалов и взрывателей, и приспособления для быстрого закрепления заряда на разрушаемом объекте.

Это заряды СЗ-1, СЗ-3 (1 и 3 кг. ВВ), СЗ-3а (3.7 кг. смеси тротила с гексогеном), СЗ-6 (7.3 кг. смеси тротила с гексогеном), СЗ-6м (удлиненный заряд массой 6.9 кг.), КЗ-2 (кумулятивный заряд массой 9 кг.), КЗУ (удлиненный кумулятивный заряд массой 12 кг.

) и целый ряд других зарядов.

[attention type=yellow]

На рисунке: 1- заряд СЗ-3, 2-заряд СЗ-3а, 3-заряд СЗ-6м, 4- кумулятивный заряд КЗК.

[/attention]

P.S.
Создатели кинофильмов о войне, особенно современные, очень любят красивые  впечатляющие картины взрывов   гранат, снарядов, бомб, фугасов. Обязательно присутствует огромное клубящееся огненное облако.

Оно, конечно очень впечатляюще, однако должен разочаровать зрителей и читателей.

Яркая вспышка, огненный шар это свидетельство того, что во взрыве присутствуют либо нефтепродукты (бензин, керосин, дизтопливо) либо газ (пропан, бутан, природный газ). и т.п.

На снимке слева вы можете видеть взрыв 400-граммовой тротиловой шашки, лежащей на земле. Черные точки в нижней части облака взрыва это комья земли, подброшенные взрывом.

Взрыв бризантной взрывчатки – это резкий короткий хлопок и быстро поднимающееся вверх облачко взрывных газов. Цвет облака обычно показывает на тип ВВ. Тротил дает облако черного цвета редкое.

Если облако снесет на вас, то вы почувствуете редкие как бы уколы  на лице. Это частицы обыкновенной сажи.
Вспышка взрыва заметна, если открыто взрывают несколько килограмм тротила. И эта вспышка довольно тусклая, низкая  и ее длительность буквально 0.5-0.

8 секунды. Да и то, разглядеть ее можно в пасмурный день или  в сумерках.

Взрыв в грунте вообще не сопровождается вспышкой. Звука обычно или нет совсем или он глухой и короткий. Сначала из земли неспешно вырастает расходящийся столб выброшенного грунта, как видно на снимке справа. И лишь затем наверху появляется облако взрывных газов, уносимых ветром.

Нет, конечно, если тротил взорвать под бензобаком машины, то будет большая огненная вспышка. Но это просто горит в воздухе распыленный взрывом бензин.

И кстати, легковой автомобиль, сорвавшийся в пропасть, просто разбивается, а не взрывается подобно цистерне с парой тонн ацетона. Тому есть наглядное доказательство. Несколько лет назад  Екатеринбургский теледеятель Иннокентий Шеремет устроил сбрасывание легкового автомобиля с вертолета Ми-8 с высоты 3 тыс. метров.

[attention type=red]

Машина выехала из вертолета своим ходом с тремя пассажирами и долго кувыркалась в воздухе (больше минуты). Потом шлепнулась в поле. Все это снимали с разных ракурсов в всех подробностях. После приземления участники события радостно констатировали, что у машины невредимой осталась только пробка маслозаливной горловины.

[/attention]

Бак был заполнен на треть бензином, мотор в момент сбрасывания работал. Бак при ударе об землю лопнул и бензин просто вытек.

Источники

1.Руководство по подрывным работам. Военное издательство. Москва. 1969г. 2. Наставление по военно-инженерному делу для Советской Армии. Военное издательство. Москва. 1984г. 3. Инженерные боеприпасы. Книга первая. Военное издательство. Москва. 1976г. 4. Б.В.

Варенышев и др. Учебник. Военно-инженерная подготовка. Военное издательство. Москва. 1982г. 5. Б.С.Колибернов и др. Справочник офицера инженерных войск. Военное издательство. Москва. 1989г. 6. Наставление по минной войне НОА Китая. Москва. ГРУ при ГШ ВС СССР. 1969г.

7. Журнал “Зарубежное военное обозрение”. №№ 4-87, 3-88, 4,5,6-90.

—***—

 

©Веремеев Ю.Г.

страница
-инженерные боеприпасы

Заметки на полях Тротил в настоящее время является наиболее распространенным  ВВ не только в России, а и в большинстве стран.

Его популярность объясняется просто – химическая стойкость, нечувствительность едва ли не ко всем внешним воздействиям, безопасность в производстве и применении, надежность срабатывания. Тротил легко плавится и в этом виде им легко заполнять любые емкости, полости боеприпасов.

Прессованный троил легко поддается механической обработке (сверление, строгание, резание). Взрывчатые свойства тротила мало изменяются при плавлении, прессовании, измельчении. Он химически пассивен и его легко вводить в любые смеси ВВ.

В то же время тротил имеет хорошие взрывные характеристики. Не случайно тротил признан повсеместно стандартным ВВ. Продукты взрыва (остаточные газы) не особенно ядовиты и скорее обладают раздражающим действием, чем каким либо иным.

На вкус тротил очень горький, а на вид похож на хозяйственное мыло не более чем деревянная чурка. Так что рассказики досужих борзописцев о попытках бабусь стирать найденными тротиловыми шашками  белье – это скорее солдатские анекдоты, принятые журналистами за чистую монету.

Источник: http://saper.isnet.ru/mines/trotil-a.html

История создания, описание, свойства тротила

Температура взрыва тротила

С середины ХIX многие ученые проводили эксперименты по синтезированию и созданию новых видов взрывчатых веществ, которые бы могли по мощности превзойти пороховые заряды. И только в 1863 году немецкому ученому Юлиусу Вильбрандому удалось синтезировать первый образец тротила.

Смотрите также статью Виды взрывчатки и её свойства

Тротиловая шашка, фото

История создания тротила

ДатаСобытие
1863 г.Создание немецким ученым Юлиусом Вильбрандом первого образца тротила
1891 г.Первое массовое изготовление и использование в Германии
1905 г.Начало экспериментов по созданию тротила в США и последующее производство
1909 г.Изготовление тротила в России и других странах

Изготовление данного взрывчатого вещества началось только в 1891 году в Германии, под руководством известного немецкого химика Генриха Каста.

Изготовление и испытания проводились под грифом «Секретно», где в последующем было присуждено название — тротил.

В 1905 году в Германии была изготовлена первая крупная партия, имеющая вес более ста тон. В этом же году  состав тротила был раскрыт американскими учеными, которые начали работу по производству взрывчатки в США. Далее секрет был открыт всему миру, после чего началось производство в России и других странах мира.

Тротиловая ручная граната времен Первой мировой войны

К началу Первой мировой войны было изготовлено большое количество тротила, который активно использовался всеми странами. Работы по созданию совершенного состава взрывчатого вещества продолжались вплоть до 1940 года, после чего была утверждена окончательная формула тротила.

Самое массовое изготовление взрывчатого вещества было зафиксировано в США в 1945 году, когда на военные и промышленные нужды было изготовлено более 1 млн тон.

Особенности использования

Тротил является взрывчатым веществом с большой мощностью, и имеет множество достоинств, которые выделяют его от других веществ. Тротил может находиться в нескольких формах:

  • гранулированная;
  • прессованная;
  • литая.

Все это позволяет использовать его не только в военном деле, но и в промышленности, например, в горной. Также тротил обладает высоким уровнем безопасности на всех этапах использования и большим сроком хранения без потери всех взрывчатых свойств, который составляет до 20 лет.

Применение тротила в подрыве боеприпасов

Часто используют тротил в соединениях с другими взрывчатыми веществами, что позволяет улучшить качество, снизить чувствительность и добиться постоянного состояния других веществ.

Основное применение тротила:

  • военное дело;
  • промышленность;
  • медицина.

Ранее тротил активно применялся в медицине, и он входил в состав некоторых медицинских препаратов. Сейчас он входит в состав антигрибковых средств. Также ученые всего мира продолжают работы по созданию взрывчатого вещества, превосходящего мощность, стабильность и другие свойства тротила.

Смотрите также статью Что такое электрошокер и как выбрать парализатор

Физические и химические свойства тротила

Тротил получают с помощью нитрования такого вещества, как тол. Всего существует шесть изомеров, которые имеют одну и ту же формулу, но разно положение относительно бензольного ядра, что приводит к различным химическим свойствам.

Основные химические свойства тротила:

температура затвердевания85°С
температура плавления82°С
температура кипения295°С
теплота плавления21,41 ккал/г
теплота кристаллизации5,6 ккал/моль
гигроскопичность0,05%
растворимость — при температуре воды 25°С/100°С0,02/0,15

Основные физические свойства тротила:

состояниетвердое
скорость детонации (при плотности тротила 1,64 кг/м3)6,95 сек.
дробящее воздействие по Гессу16 мм
дробящее воздействие по Касту3,9 мм
объем газообразования при детонации730 л/кг
фугасность285 мл
чувствительность при падении (10 кг тротила с высоты 25 см)до 8% детонации
максимальный срок хранения25 лет, после чего возрастает чувствительность к детонации

Плотность тротила

Плотностью является соотношение массы тела к занимаемому объему. Плотность взрывчатого вещества составляет 1654 кг/м3.

Мощность

Мощность взрыва тротила измеряется в тротиловом эквиваленте. При взрыве тротила выделяется энергия, которая составляется 4184 Джоулей или 1000 термохимических калорий на 1 грамм тротила.

Теплота взрыва

Теплотой взрыва тротила называется объем энергии, выделяемый при взрывчатом вращении. При взрыве 1 кг тротила она составляет от 4100 до 4700 кДж.

Дробящее воздействие

Дробящее воздействие (бризантность) является одной из характеристик взрывчатых веществ, которая определяет способность вещества на послевзрывное воздействие в окружающей среде. Бризантность тротила составляет в 16,5 мм, что на порядок выше других веществ, таких как гексоген (4,2 мм) и октоген (5,4 мм).

Смотрите также статью Что такое водородная бомба и как она устроена

Тротиловый эквивалент

Тротиловым эквивалентом называется мера энерговыделения при взрыве взрывчатых веществ и определяющая количество исходящей энергии. Данная мера используется для вычислений мощности взрыва, и составляет 4184 Дж на 1000 кал/г.

Взрыв тротилового заряда весом в 100 кг

В тротиловом эквиваленте проходит измерение и сравнение мощности взрывчатых веществ в соотношении с тротилом.

Название взрывчатого веществаМощность
тротил1,0
тринитрорезорцинат свинца (ТНРС)0,39
порох0,55 -0,66
тетрил (мощнее тротила)1,25
гексоген1,6
тритонал1,6
Этиленгликольдинитрат (ЭГДН)1,6
Октоген1,7

Смотрите также статью Что такое порох и его разновидности

Изготовление тротила

Взрывчатка является твердым веществом с высокой температурой плавления, технология производства тротила достаточно сложна. Всего существует два способа его получения:

  • одностадийный;
  • двухстадийный.

Одностадийный способ включает в себя такие процессы:

  • сушка при температуре 100°С;
  • измельчение и просеивание;
  • получение вещества и промывка;
  • кристаллизация;
  • сушка при температуре 100°С;
  • просеивание;
  • укупорка.

Во время изготовления тратила первым этапом является сушка, последующее измельчение и просеивание вещества. Далее идет смешивание с нитротором, азотной кислотой и пентаэритритом. Смешивание происходит с определенной скоростью, которая не позволяет подняться температуре веществ до 20°С.

Тротил. Фото

После сушки вещество принимает кристаллический вид. Полученные кристаллы проходят дополнительную сушку, просеивание и отжимание. Последним процессом в изготовлении тротила является укупорка с использованием спирта.

Двухстадийный способ включает в себя:

  • получение сернокислотного эфира;
  • смешивание дополнительных веществ с одновременной сушкой при температуре до 60°С.

Данный способ изготовления тротила появился первым и использовался по причинам простоты и перспективности. Во время смешивания и сушки добавлялась азотная кислота, пантаэритрит и серная кислота. Все эти вещества смешивались поэтапно при различной температуре нагревания.

(59 4,00 из 5)

Источник: https://doblest.club/oruzhie/279-chto-takoe-trotil

Формула тротила: состав, плотность, мощность взрыва, энергия, кто изобрёл, как изготовить, боевое применение

Температура взрыва тротила

Развитие химии в середине XIX века обеспечило военным множество взрывчатых веществ взамен дымного пороха. Некоторые вещества забываются, приходят новые, но есть среди них и «долгожители». Есть типы взрывчатых веществ, о которых знают практически все, как говорится «от мало до велика».

Яркий представитель последней группы – тринитротолуол, или тол, или тротил в просторечье. Формула тротила, первоначально секретная, еще в начале XX века стала секретом Полишинеля «секрет — на весь свет». Обе мировые войны армии мира использовали в основном именно это взрывчатое вещество.

Создание тротила

В 1863 году химик Юлиус Вильбрантд, работавший в университете Гёттингена, получил интересный результат в ходе одного из экспериментов с остатками коксованного угля и нефтью. Полученный состав прекрасно горел, выделяя яркое пламя и много черного дыма. Вильбратд окрестил свой состав тринитротолуолом, однако на несколько десятков лет полученное вещество оказалось забыто.

В начале 1890-х о составе пришлось вспомнить в связи с развитием вооруженных сил. Находившиеся на тот момент на вооружении армий мира взрывчатые вещества (ВВ) обладали множеством минусов.

Динамит отличается высокой чувствительностью, и снаряжать им боеприпасы опасно для самих работников фабрик, не говоря о войсках, а о транспортировке во время военных действий, вообще не приходилось и думать.

Гексоген и пикриновая кислота также крайне чувствительны, мелинит вступает в активную связь с металлом оболочки снаряда, основанные на селитре и аммиаке ВВ отличаются гигроскопичностью и быстро выходят из строя.

На фоне этих веществ тринитротолуол был едва ли не идеальной взрывчаткой, а развитие нефтяной промышленности, обеспечило его быстрое распространение.

В 1891 году началось промышленное производство вещества, но только с 1902 года толу удалось частично сменить пикриновую кислоту в боеприпасах германских вооруженных сил.

Большую роль в этом сыграл химик Генрих Каст, по сути доведший до конца работу Вильбрантда и давший возможность производить тринитротолуол в промышленных масштабах.

Кстати, название тротил было придумано для того, что бы сбить с толку русскую и иные разведки, активно искавшие, чем это занимается немецкая химическая промышленность.

Происхождение слова простое, это сокращенная форма от полного названия взрывчатки.

Шило в мешке утаить невозможно, поэтому уже в 1909 году в России на Охтинском заводе стала производиться эта секретная новая взрывчатка. Первая Мировая война прошла под знаком равенства пикриновой кислоты и тола в качестве ВВ, но в послевоенный период и в эпоху Второй Мировой войны тротил стал главной взрывчаткой на планете.

Производство тротила сильно менялось с течением времени.

[attention type=green]

Первоначально толуол, продукт, получаемый из нефти, нитровали в три стадии с последующей очисткой и кристаллизацией с помощью этилового спирта. Трудоемкий процесс, в котором было задействовано ценное, «дефицитное» сырье, изменили в 1932-1933 годах.

[/attention]

Модернизация позволила пустить спирт на более важные нужды, его заменили кислотой. Сильно мешал факт прерывающегося производства взрывчатки. В 1936 году был опробована и принята технология производства тринитротолуола непрерывного типа в четыре фазы. В послевоенное время создавались новые способы непрерывного производства тротила для армии и промышленности.

Особенностью их было использование концентрированных кислот. В этом отечественная промышленность серьезно обгоняла западных конкурентов, так как и в Германии, и в Англии, и в США производство ВВ было не так дешево и эффективно как в СССР, и, как правило, было прерывающегося типа.

Химические и физические свойства ВВ

Тротил представляет собой кристаллы разных оттенков желтого или коричневого цветов, реже бесцветные. Плотность зависит от состояния, так:

  • 1,663 г/см3,плотность кристаллов;
  • 1,54-1,59 г/см3 плотность литого вещества.

Боевые качества тринитротолуола:

  • от 4103 кДж/кг до 4605 кДж/кг теплота взрыва;
  • 6950 м/с скорость детонации;
  • 16 мм бризантность по методу Гесса;
  • 3,9 мм бризантность методом Касса;
  • 730 л/кг объем выделения газа при взрыве;
  • 285 мл фугасность.

После 15 лет хранения состав становится более взрывоопасен при внешних воздействиях, о чем необходимо помнить в случае обнаружения целых боеприпасов времен Великой Отечественной войны.

ВВ не растворяется в воде, а так же не изменяет своих качеств после смачивания. Имеется активная реакция со спиртовыми и водяными щелочными растворами. На вкус горький.

Под воздействием Солнца тротил темнеет, до темно-коричневого цвета. Интересно, что в отличие от прочих взрывчаток, тол не реагирует на внешнее воздействие. Можно ударить по нему молотком, можно выстрелить в емкость с тринитротолуолом, его можно даже плавить. Последний пункт стал наиболее притягательным для военных и гражданских, связанных с взрывчаткой.

Поскольку горит тол при температуре выше 290 °C, его можно аккуратно довести до температуры плавления 80,35°C.

После этого масса может заполнить любую полость, буквально как пластилин. Не стоит и говорить, что ее можно резать, сверлить и делать с ней практически все что угодно.

Под воздействием огня толовая масса начинает гореть, как правило, огнем желтого цвета и выделяя черный коптящий дым. Отметим, что исключение составляет порошкообразное ВВ с некоторыми примесями, делающее взрывчатку более нестабильной.

Общие «взрывные» качества

Подрыв шашки тринитротолуола может быть гарантированно произведен с помощью детонатора или запала. Как было отмечено, обладающее большим запасом стабильности вещество непросто подорвать «как в кино», выстрелом или даже поджогом.

Что же произойдёт, если подорвать, к примеру, 1 килограмм тротила. Взрыв, то есть мгновенная химико-физическая реакция, протечет за одну стотысячную долю секунды. Газ, образование и расширение которого и дает основную фугасную составляющую взрыва и взрывной волны, увеличиться до объема в 700 литров. Основным поражающим фактором будет взрывная волна и соответствующее изменение давления.

Использование в армии и мощность ВВ

На сегодняшний день тринитротолуол не используется в чистом виде как начинка боеприпасов. Его качества дополняют иные ВВ, для взаимного улучшения бризантных и других характеристик взрывчатки.

Так, гексоген и тротил увеличивают общую мощность, при этом тол повышает ее безопасность.

У ВВ на основе аммиака и селитры понижается гигроскопичность, а значит они становятся более надежными, стабильными.

[attention type=yellow]

Названия смесей ТГА (тротил, гексоген, алюминий), Октол (23% тротила и 77% оксогена), а так же айригел, алюмотол и гранатол, в которых алюминиевый порошок и тол содержатся в разных соотношениях.

[/attention]

Приведем небольшую сравнительную таблицу тола и других ВВ

 ПлотностьСкорость взрываТеплота, выделяемая при взрыве
Тол литой1,45г/см36500 м/с4,24МДж/кг
Гексоген1,62г/см38100 м/с5,54МДж/кг
Пикрин1,76 г/см³7350 м/с7350 м/с 6,36 МДж/кг
Порох дымный1,6—1,93 г/см³около 3000 м/с2,79МДж/кг

Ведутся поиски и новых видов ВВ, взамен устаревшего тринитротолуола. Так, армия США несколько лет использует состав IMX-101, более стабильный и безопасный.

Неожиданное применение нашли в армии для взрывчатки солдаты. Дело в том, что в небольших порциях тол прекрасно помогает от грибковых заболеваний.

Самодельные мази на его основе делались ранее, и будут продолжать изготовляться, пока у солдат будут проблемы с ногами.

Эту особенность использовали медики в более раннее время, но быстро выяснилось, что тол токсичен и его постоянное использование может принести больше вреда, чем пользы.

Заключение

Тринитротолуол прошел не столь длинную историю, как, к примеру, порох, однако его влияние на жизнь и деятельность человечества переоценить сложно. Ни одно столкновение ХХ века, с самыми разрушительными войнами, не обходилось без этого химического вещества. Несмотря на новые разработки взрывчатых веществ, на складах, а иногда и на полях сражений остаются тысячи тонн тротила.

Сам факт признания и увековечивания в фразе «тротиловый эквивалент» говорит о значении этого ВВ. Причем, меряют не только снаряды, но даже страстность килограммов тротила женского тела, в чем прекрасно разбирается Сергей Шнуров и говорит об этом в свой песне «Бомба».

Источник: https://WarBook.club/boepripasy/bomby/trotil/

Самый громкий бах: какая взрывчатка мощнее всех

Температура взрыва тротила

Шведский изобретатель и химик Альфред Нобель 25 ноября 1867года запатентовал динамит — взрывчатое вещество из смеси нитроглицерина и диатомитабыстро стало популярным и широко применялось до середины XX века. Однако поиски более мощнойвзрывчатки никогда не прекращались, а новые разрушительные химические составывскоре оставили динамит далеко позади.

Идеальная взрывчатка — вещество с максимальной взрывчатойсилой и максимальной стабильностью при хранении и транспортировке. Практическивсе современные взрывчатые вещества содержат в себе азот. При взрыве атомыазота соединяются в устойчивую молекулу N2, выделяя большое количество энергии.

Одно из самых известных взрывчатых веществ открыл немецкийхимик Юлиус Вильбранд в 1863 году. Тринитротолуол отличается достаточноймощностью и устойчивостью к внешним воздействиям, этим он завоевал популярностьсреди военных.

С 1902 года тротил вытеснил пикриновую кислоту в армиях Германиии США, став основным наполнителем боеприпасов.

Lance Cpl. Jose Lujano

Тротил менее чувствителен к трению и нагреванию, чем динамит,он загорается только при температуре 290 градусов по Цельсию. Для взрыва обычнонеобходимо использование детонатора. Сегодня тротил остается одним из самыхраспространенных взрывчатых веществ, а также используется в качествеуниверсальной единицы вычисления мощности взрыва.

Немецкий ученый ГансГеннинг еще в 1899 году запатентовал лекарство гексоген — для лечениявоспаления в мочевых путях. Лечебный эффект у него был, но медики вскорепотеряли к нему интерес из-за сильной побочной интоксикации. Однако в 1920 годувыяснилось, что гексоген — мощнейшая взрывчатка, существенно превосходящаятротил.

По скорости детонации гексоген опережал все остальныеизвестные на тот момент взрывчатки. Сегодня гексоген остается одним из наиболее востребованныхвзрывчатых веществ. Так, знаменитая взрывчатка С-4 (пластит) на 91 % состоит изгексогена, остальное — пластификаторы. Из-за доступности и легендарнойнадежности С-4 часто используется террористами по всему миру.

Октоген

Американские химики впервые получили это вещество в качествепобочного продукта одного из процессов получения гексогена в 1941 году. Черезнесколько лет октогеном заинтересовались в Пентагоне — оказалось, что новаявзрывчатка мощнее гексогена. Считается, что октоген по своей разрушительноймощи превосходит тротил в четыре раза.

Привзрыве килограмма тротила выделяется в шесть–восемь раз меньше энергии, чем присгорании килограмма угля, эффект разрушения достигается за счет того, чтоэнергия при взрыве выделяется в десяткимиллионов раз быстрее, чем при  горении.

Однако процесс производства такой взрывчатки на тот моментбыл дороже по сравнению с гексогеном, поэтому вытеснить его новое вещество несмогло, хотя американская армия применяла новинку во Вьетнаме. Только в 1980-хученые придумали эффективную и недорогую технологию синтеза октогена.

CL-20

Одно из самых мощных на сегодня взрывчатых веществ появилосьв недрах секретных лабораторий Пентагона в 1986 году. Взрывчатка примерно на40% эффективнее октогена. Считается, что всего один килограмм CL-20 вызываетразрушения, на которые требуется 20 килограммов тротила.

Senior Airman Rusty Frank

Массовое внедрение CL-20 сдерживается высокой ценой, а такженизкой устойчивостью к ударам. Военные США смешивают CL-20 с октогеном всоотношении 2:1, получается взрывчатка с высочайшей скоростью детонации,большой плотностью и высокой стабильностью. Перспективной сферой применения CL-20может стать использование в качестве ракетного топлива.

Идеальной взрывчаткой могло бы стать соединение, в которомприсутствуют только атомы азота. Создание такого полимерного азота ученыепредсказали еще в начале 90-х. Впервые вещество экспериментально получили в2004 году в России, однако для его синтеза требуется давление свыше миллионаатмосфер, что исключает практическое применение такой взрывчатки.

Ученые продолжают поиски самого лучшего взрывчатого вещества— согласно прогнозам, некоторые виды нитридов, в которых несколько атомов азотаособым образом соединены с атомами хрома, циркония или гафния, могут обладатьчудовищным энергетическим потенциалом, схожим с полимерным азотом.

Почему хоккейную шайбу замораживают?

Скромницы и секс-бомбы: на ком женаты хоккеисты

Тортик, чипсы и кокос: что едят фигуристы?

Еда и анатомия: почему не удается сесть на шпагат

Источник: https://info.sibnet.ru/article/558379/

Сам себе врач
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: