2。1。2 实验原理
绝热量热仪包括绝热和量热两个系统,整个系统是模拟的一个近似的绝热环境。因此, 在实验过程中,往往不能拥有完全绝热的效果,许多其他的因素也会影响装置的绝热效果。 实验时,将装好的弹体放入内桶中,起爆后,炸药在弹体内发生爆炸,并放出热量,热量通 过弹体传播继而加热内桶中的蒸馏水。可以认为,内桶中水温升高所需要的所有热量是炸药 爆炸时产生的热量供应的。因此,只需知道在爆炸前后的水的温差,根据式(2-1)就能计算出 炸药的爆热。
式中,Q—炸药的爆热,kJ/kg; ΔT—温升,℃; C—系统热容;J/℃; Qi—雷管的热值,J; M—炸药的质量,g。
温控仪采用了多圈电位器平衡系统,能够自动根据反应的进行来控制温度。通过插在量 热桶和外桶的测温探头分别与组成的电桥来达到温差的测量和比较的目的。通过调节平衡调 节旋钮,使得电桥平衡,输出为零。当内桶升温时,内桶铂电极的电阻增加,电桥不再是平 衡状态,输出正信号。正信号控制整个电路使得外桶温度升高,外桶铂电极电阻值增加,当 内外两个铂电极的电阻值达到相等时,电桥又重新达到平衡。相反的,当外桶温度高于内桶 时,电桥输出的信号为负信号,不会加热升温。
由于本实验装置是模拟绝热环境,并非真实的绝热环境,许多不确定的因素都会对实验 的精确度造成影响。如装置的反应灵敏性、环境温度的改变、样品的不均匀度、样品的称量 误差等等。
2。1。3 实验步骤[31]
1)样品制备
(1) 干燥处理:将 RDX 用恒温水浴烘箱在 60℃的温度下烘干至恒重。
(2) 混合样品:将 RDX 与 Mg(BH4)2 按 90:10 和 80:20 的比例称取,用小药勺慢慢混 合搅拌,使 RDX 和 Mg(BH4)2 充分混合均匀,混样完成。
(3) 样品保存:将混合均匀的样品存放在干燥的实验瓶中,并贴好标签放在干燥器内。
(4) 压药柱:分别称取单质 RDX 和上述混合均匀样品各 25g,称量误差不得高于 0。002g。
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将称好的样品缓慢倒入 25mm 直径的压药筒内,然后压柱。
2)爆热的测量
将药柱放入量热桶内,位置放置适当,封闭量热桶,连接起爆线。将内、外两个测温探 头分别插在外桶和量热桶内,并保证接触良好。按顺序依次接通总电源开关、打开冷却水阀 门、循环水泵开关、加热电源开关、温控仪开关,调节粗调旋钮直至内外桶温度保持平衡。 当量热桶温度 15 分钟内几乎保持不变时,记录此时的温度即为测试的初始值。进行起爆,观
测量热桶和外桶温度的变化。起爆 30 分钟后,每隔 5 分钟记录一次量热桶的温度,当观察到
量热桶温度 15 分钟之内几乎保持不变时,记录此时的温度即为测量的终止值。
2。3。3 爆热的实验测定结果
本 次 实 验 共 对 5 个 样 品 进 行 了 爆 热 测 定 , 一 发 RDX , RDX90/Mg(BH4)210 和
RDX80/Mg(BH4)220混合炸药各两发。测得爆热的实验值列于表2。1中。
表 2。1 实验测得的爆热值 文献综述
样品 第一发(kJ/kg) 第二发(kJ/kg) 均值(kJ/kg)
RDX 5161 -- 5161
RDX90/Mg(BH4)210 5905 5882 5893。6
RDX85/Mg(BH4)215 6949。4 6781。2 6865。3
2。2 RDX 爆热的理论计算
爆热的理论计算建立在热化学盖斯定律的基础上,可以应用盖斯三角形来说明。
图 2。3 盖斯三角形
由图 2。3 可知,由盖斯定律得: