代用硝铵炸药的配方和爆炸性能关系的研究

２００４年１２月代用硝铵炸药的配方和爆炸性能关系的研究陆明等?１７?

代用硝铵炸药的配方和爆炸性能关系的研究

陆明国杨林＠吕春绪①

①南京理工大学（南京，２１００９４）

②河南焦作大学（河南，４５４００１）

［摘要］研究了ＡＮ—ＴＮＴ、ＡＮ—ＴＮＴ－Ａｌ两种两用硝铵炸药的配方和某些爆炸性能之间的相互关系。结果发现：对于ＡＮ—ＴＮＴ炸药，随着氧平衡由。降至一２．５％，炸药的爆热Ｑｖ减少２．２％，比容ｙｏ增加ｏ．７％，Ｑｖ％的乘积下降１．４％；对于ＡＮ—ＴＮＴ—Ａｌ炸药，随着铝粉含量由６％增至１４％，炸药的爆热Ｑｖ增加２１．７％，比容‰下降１０．９％，Ｑｖ‰的乘积增加８．４％，而当氧平衡由Ｏ下降至一２．５％，炸药的爆热降低１．６％，比容提高ｏ．８％，Ｑｖ‰的乘积下降ｏ．８％。

［关键词］硝铵炸药配方爆炸性能关系

［分类号］ＴＱ５６４．４

硝酸铵一梯恩梯炸药和硝酸铵一梯恩梯一铝粉炸药为军民两用硝铵炸药，这些代用硝铵炸药的爆炸性能由炸药的配方决定，炸药的配方决定了炸药的氧平衡值，而这些炸药的配方、氧平衡和爆炸性能之间存在一定的相互关系。本文利用含Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ａｌ元素工业混合炸药的配方设计数学模型，从理论上研究ＡＮ—ＴＮＴ、ＡＮ—ＴＮＴ—Ａｌ两种代用硝铵炸药的配方和某些爆炸性能之间的相互关系。由于炸药的爆热和比容与炸药的作功能力关系密切，这里主要是研究两种代用硝铵炸药的配方、氧平衡和炸药的爆热、比容之间的相互关系，为代用硝铵炸药的配方设计提供参考。

１含Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ａｌ元素的硝铵炸药的配方设计的数学模型

代用硝铵炸药的组成为Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ａｌ元素，其配方设计主要考虑炸药的爆炸性能。由于硝铵炸药的作功能力与爆热成正比，为使问题简单化，这里选择爆热Ｑｖ这…示性量作为数学模型的最优化目标，由文献［１，２］可知，在氧平衡为微弱负氧平衡和不考虑铝粉的二次反应的条件下（硝铵炸药的爆轰反应区较宽，铝粉来得及参与一次反应），含Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ａｌ元素的工业炸药爆炸反应方程式和配方设计数学模型的数学表达式为：

爆炸反应方程式：

ｃ。Ｈ６０。ＮｄＡｌ广，导Ａｌｚ０３＋导Ｈ２０＋（ｃ—

ｃ。Ｈ６０。ＮｄＡｌ广，音Ａｌｚ０３＋÷Ｈ２０＋（ｃ一

要ｅ一妻一口）ｃｏ。＋（２口

２。２”…‘…”

一ｃ＋竺喾）ｃｏ＋导Ｎ。

数学模型的目标函数：

ＭａｘＱｖ一△Ｈ乱ｏ?，２１＋△Ｈ蠡。?，ｚ２＋

△日‰．?，ｚ３＋△Ｈ‰?，ｚ４＋

△日‰，。，．挖。一∑１０ｚ。△剜／

ｍｆ（１）数学模型的约束条件：

ｆ∑口国一１００是，

｛∑ｚｌ＿１００，

【ｓｆ≤墨≤岛，ｉ一１，２，３。

式中△Ｈ８——爆炸反应生成物和工业炸

药组成物的生成焓，ｋＪ?

ｍｏｒｌ；

以厂爆炸反应生成物的摩尔数；

ｚ广一粉状工业炸药ｉ组分的质

量百分数；

，ｒｉ组分的摩尔质量；

嘶——ｉ组分的氧平衡，％；

五——整体粉状工业炸药的氧平

万方数据