燃烧热测定的研究燃烧热的测定是各高校物理化学实验教学中的一个基础实验,同时在科研,工业生产中 燃烧热的测定同样有重要作用。燃烧热的定义为:1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时 所放出的热量,单位为 kJ/mol。该实验实验原理较为简单,即将待测药品在氧弹中通过点火 丝点燃使其完全燃烧,通过测定燃烧释放出的热量使仪器升高的温度,计算得到待测药品的 燃烧热。但该实验的传统方法影响因素多,实验误差较大,成功率低,不利于实验教学与工 业生产应用,因此研究人员在此基础上进行了一系列的改进。王新红等[14]对燃烧热实验进行了一定措施的改进,使用了精度更高的温度温差仪记录温 度,并且将外筒温度设为 0℃作为基础温度,在数据处理方面使用了 Excel 对雷诺图进行了处理,实验结果显示测得的燃烧热精度大为提高,误差减小很多,与传统方法相比更为准确。 黄成等[15]同样对燃烧热测定实验技术进行了改进,对于药品压片的松紧程度、点火丝硬度及安装方法等方面采取了针对性的改进措施,使得测定的燃烧热更为精确。 金属氢化物炸药混合物燃烧热研究方面研究人员同样取得了一定成果。Yin JW[16]运用氧弹式量热仪,以测定特定种类含能材料的燃烧热(实验值),同时用盖斯定律计算出含能材料 可能发生的燃烧反应的燃烧热(理论值),并分析了实验值与理论值之间存在差异的原因。曾 雄飞[17]研究探讨了分子键能与反应热的相互关系,运用这一方法计算了含 C、H、O、N、S 卤素和金属有机化合物炸药的燃烧热,得到的结果较为准确,计算原理清晰合理。窦燕蒙[18] 研究了含储氢合金燃烧剂推进剂的燃烧性能,结果表明在储氢材料的作用下,含能材料燃烧 效率更高,系统总放热量更大。77090
2 爆热测定的研究
爆热是衡量炸药能量的一项重要参数,测定炸药爆热对于科学研究与经济建设,国防建 设具有重大意义。炸药爆炸是一个复杂的反应过程,爆炸瞬间生成的爆炸产物种类繁多,含 量难以测定。对于炸药爆热的理论计算来说共有相对精确的方法、简化法则、最大放热等几 大类方法。其中相对精确计算需用计算机软件拟合出爆炸过程中的可能出现的所有反应的方 程式,以及各反应的生成物产量及其物质的量,来计算出较为准确的爆热;简化法则则通过 计算炸药的氧平衡参数来确定一个近似的炸药爆炸过程方程式,运用盖斯定律求得炸药爆炸 爆热,该值与理论值有一定的误差;最大放热方法计算的爆热值与实际值相比误差最大。炸 药爆热的实验测定所得到的爆热值一般指爆破热,爆破热是指爆轰波阵面中炸药进行一次化 学反应的热效应,以及爆轰产物绝热膨胀时产物中进行的二次化学反应热效应的总和,具有 实际的研究意义。论文网
测量爆热目前只能采取近似的方法,包括绝热法和恒温法两种。恒温法测量爆热要求每 次试验时环境温度变化不得超过 1℃,且 5min 内量热计温度变化不超过 0。005℃。此方法对 于恒温设备要求较高,即使只是受到外界的微小扰动,也会使实验温度上下波动[19-20]。因此 增大了试验的难度和系统误差,与绝热法相比条件苛刻。绝热法操作简便,节省时间,因此 在实验过程中得以广泛应用。绝热法量热装置可分为绝热系统和量热系统两部分,前者包括 温控仪、绝热外套等;后者包括爆热弹、量热桶及相关配件。其中绝热系统提供了近似于绝 热的外部环境,以确保量热筒中的水能够吸收炸药爆炸释放的所有热量,因此只要确定量热筒中的水在爆炸时的温升,用其乘以系统热容,即可得到爆热[21]。 研究人员对于炸药及混合炸药的爆热进行了许多研究,黄友梅等[22]用恒温式爆轰量热计