爆速

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爆震速度(英语:Detonation velocity)是指爆炸火焰或其化学反应在药柱内传递速度,依炸药成分而有所不同。

爆炸依其爆炸火焰或其化学反应传递速度或方式之不同,还可区分为“爆燃(Deflagration)”与“爆震(Detonation)”,化学反应在炸药中的传递速度称为爆速。

“爆燃”的爆速小于声音在<炸药>内传递速度(不是指空气中的音速,大约是3000ft/s或1000m/s),而“爆震”则为超音速爆炸,其化学反应是以震波形式传递,故爆震产生的爆炸压力及破坏力均远大于爆燃。

炸药依其爆炸方式或爆速的大小可区分为低爆药(Low explosives)高爆药(High explosives)。产生爆燃反应或爆速低的炸药称为低爆药,如黑火药枪炮发射药火箭推进剂等,如果当作爆破就需要预先装满封密的容器。而在正常使用情况下会产生爆震反应的炸药称为高爆药,如TNT硅藻土炸药等,都具有极大的爆炸威力,故亦称为猛性炸药、猛爆药。[来源请求]

但爆速不代表爆炸的能量,实际炸药释放的能量不一定高于爆燃的火药,可其以更短的时间 (约万分之一秒内) 释放同等能量而适合爆破用,爆燃的火药的能量则以较长时间(约百分之一秒内)释放,但对人的感觉相差不远。

典型有机混合物尘爆的爆速介于1400–1650 m/s之间[1]气爆则依环境封闭或开放,可以是爆燃或爆震;若是爆燃则约1600 m/s[2] 到1800 m/s[3][4]但也有机会高达3000 m/s.[5]固体爆震速度范围介于4000 m/s 到 10300 m/s.

如果把猛性炸药减少分量到对枪炮膛“安全”的程度,给装在弹壳中所发射出的弹丸将只会极慢地飞出来。反之即使是低爆药如黑火药,如果预先做成极细的粉末状装满封密坚固的容器,仍然可以产生可观的爆炸力,却仍逊于同等重量的猛性炸药。

而不论是任何火药类的燃烧或爆炸的能量,都远低于同重量的普通燃料,这是因为内含固有的氧化剂可以在封密的条件下燃烧或爆炸,但氧化剂本身也占有了火药或炸药中的重量。而普通的化学燃料则可以使用空气中的氧气完成氧化过程,但在爆炸目标宏观上的破坏大于燃烧以及发射火箭和枪炮弹的需要,才是炸药类的价值。

另一方面也有使用非炸药的燃料做成的燃料空气炸弹,便可产生出超过传统炸弹的威力。

爆速或爆震速度,系爆震波通过药柱的速度,是用于计算炸药爆震压力的重要参数。一般而言,爆速越高其产生的压力越大、猛度也大,亦即对砂石的碎裂能力强。传统的爆速测量方法是采用“杜氏法(Dautriche Method)”,方法虽然很简单,但精度也不高。较新的方法是利用高速摄影机、压力探针、离子探针等先进技术,大大提升测量精确度。其中离子探针法设备简单,操作容易,且相当精确,已成为主要之测试方法。

离子探针法[编辑]

离子探针法之原理,是利用药柱爆炸瞬间高温高压而产生大量离子,因其具有导电性,能在一组断路的两探针间形成回路;利用讯号产生器给予一驱动电压,而后传输信号至计频器或示波器,若在药柱上插上两组探针量取两信号间的时间,并由已知两组探针间的距离,则可求得爆速。

  • D:爆速(m/s)
  • L: 两组探针间的距离(mm)
  • T: 两信号间的时间差(μs)

影响爆速之因素有药柱成分、直径密度、颗粒大小、有无外壳(Confined)、药柱温度等加工因素及环境因素影响,测试时须严格控制可能影响因素。故规定测试药柱为直径一英寸裸药柱,地组探针引爆端至少应有:2~5倍L(药柱长度)/D(药柱直径)的距离,并须以木架固定,以防止传爆药与药柱,或药柱与药柱间(压装)剥离、脱落而影响测试精度。

  1. ^ Wolanski, Piotr. Dust Explosions. jstage.jst.go.jp. Warsaw University of Technology, Institute of Heat Engineering. [21 September 2019]. (原始内容存档于2018-07-30). 
  2. ^ TNT (Comparison to Pentane). ch.ic.ac.uk. ChemWiki. [2022-03-06]. (原始内容存档于2001-01-10). 
  3. ^ Glossary on Explosion Dynamics. shepherd.caltech.edu. California Institute of Technology. [7 October 2019]. (原始内容存档于2014-10-10). 
  4. ^ Review of Vapour Cloud Explosion Incidents (PDF). hse.gov.uk. HSE 2017. [21 September 2019]. (原始内容 (PDF)存档于2017-10-02). 
  5. ^ Egerton, Alfred C.; Gates, S.F. Further experiments on explosions in gaseous mixtures of acetylene, of hydrogen and of pentane. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (The Royal Society). 1927, 116 (775): 516–529 [21 September 2019]. doi:10.1098/rspa.1927.0148可免费查阅. (原始内容存档于2019-04-30).