5-ma’ruza. Sanoat portlashlarning tasnifi. Portlash vaqtida portlovchi moddaning bir turdan boshqa turga o’tishi va portlashning bajargan ishi

5-MA’RUZA. SANOAT PORTLASHLARNING TASNIFI. PORTLASH VAQTIDA PORTLOVCHI MODDANING BIR TURDAN BOSHQA TURGA O’TISHI VA PORTLASHNING BAJARGAN ISHI.

Portlashlar tabiatiga ko’ra 3 xil bo’ladi: fizik, kimyoviy va yadroviy portlashlar.

Fizik portlashlarda moddalarning fizik holati o’zgaradi lekin kimyoviy tarkibi o’zgarmas bo’ladi. Fizik portlashlarga bug’ qozonlarining portlashi, shar, balon, koptoklar portlashi ham misol bo’ladi.
Kimyoviy portlashlarda esa moddalarning kimyoviy tarkibi katta tezlikda o’zgarishi kuzatilib, natijada gazlar yoki bug’lar hosil bo’ladi, hamda issiqlik ajralib chiqadi. Kimyoviy portlashlarni portlovchi modda tarkibidagi yonuvchi elementlarining oksidlanish reaksiyasi ko’rinishida tasavvur qilish mumkin. Kimyoviy portlashlarga har qanday portlovchi moddaning portlashi, metan yoki ko’mir changining portlashini misol qilish mumkin.
Yadroviy portlashlarga yadro bo’linishi natijasida yangi elementlar hosil bo’lishining zanjir reaksiyasi kuzatiladi.
Yadroviy va termoyadroviy portlashlarda kimyoviy portlashlarga nisbatan millionlab marta ko’p miqdorda issiqlik ajralib chiqadi. Kimyoviy portlashlarda odatda 1kg portlovchi modda zaryadi portlaganda o’rtacha 10³ kkal issiqlik ajralib chiqadi. Yadroviy portlashlarda bu ko’rsatkich 1,6-10¹⁰ kkal, termoyadroviy portlashlarda esa o’rtacha 10¹¹ kkal ni tashkil etadi.
Portlash vaqtida portlovchi moddaning bir turdan boshqa turga o’tish shakli.
Portlash vaqtida portlovchi moddaning bir turdan boshqa turga o’tish shakllariga quyidagilar kiradi: termik kuyib yemirilish, yonish va detonatsiya.
Termik kuyib yemirilish portlovchi moddalarni ularning alangalanish haroratidan past haroratda qizdirganda kuzatiladi. Agar portlovchi moddaga berilayotgan issiqlik miqdori undan ajralib chiqayotgan issiqlik miqdoridan katta bo’lsa, portlovchi modda harorati ortib borishi natijasida reaksiyaning tezlashishi kuzatiladi. Natijada issiqlik portlashini keltirib chiqaradi. Termik kuyib yemirish hodisasi portlovchi moddalarni omborlarda saqlashda hisobga olinadi.
Yonish. Portlovchi moddalarni ularning alangalanish haroratidan yuqori haroratda qizdirganda kuzatilib, nisbatan kichik tezlikda ( sekundiga bir necha mm dan bir necha sm gacha) kechib reaksiya portlovchi modda alangalangan qismidan ajralib chiqayotgan issiqlik hisobiga uning boshqa qismlariga uzatiladi. Yonish tashqi muhitga bog’liq ( bosim va harorat).
Detonatsiya. Detonatsiyaning yonishdan farqi katta tezlikda kechadi va tashqi muhitga deyarli bog’liq emas. Yonish va detonatsiya oralig’idagi hodisa portlab yonish deyiladi. Portlab yonishning o’ziga xos xususiyati reaksiya tezligining o’zgarib turishidir. Ma’lum sharoitlarda termik kuyib yonish yonuvchi detonatsiyaga aylanishi mumkin.
Portlashning bajargan ishi.
Portlashning to’liq bajargan ishi PM potensial energiyasiga teng bo’lmaydi, chunki portlash vaqtida portlash energiyasining kimyoviy va termodinamik yo’qotilishlari kuzatiladi. Kimyoviy yo’qotilishlar portlash vaqtida PM zaryadining to’liq reaksiyaga kirishmasligi bilan izohlanadi (odatda PM zaryadining yuqori qismi reaksiyaga kirishishga ulgurmaydi). Termodinamik yo’qotilishlarni quyidagicha izohlash mumkin: portlashdan so’ng hosil bo’ladigan portlash mahsulotlari va portlash natijasida maydalangan tog’ jinslari qizib turgan bo’ladi, ya’ni o’zida qoldiq energiyani saqlab qoladi.
Odatda portlash issiqlik energiyasining mexanik ishga aylanishi 40-60% dan oshmaydi. Portlashning FIK i portlash energiyasining 15% i dan oshmaydi.
Atmosfera havosida zarbli to’lqin hosil qilish uchun portlashni amalga oshirilganda portlash enrgiyasining 85% i to’lqinga o’tishi va qolgan 15% i yo’qotilishi kuzatilgan. Portlash vaqtida energiya balansi professor A.F.Belyayev tomonidan ishlab chiqilgan sxema asosida o’rganiladi.

6.1-rasm. Portlashda energiya balansi sxemasi, professor A.F. Belyayev sxemasi bo’yicha

Portlashning to’liq issiqlik energiyasi deb portlashning portlash energiyasidan kimyoviy yo’qotilishlar ayirmasiga aytiladi. Portlashning to’liq bajargan ishi deb, portlashning to’liq issiqlik energiyasidan issiqlik yo’qotilishlar va atrof muhitni qizdirishga issiqlik yo’qotilishlar ayirmasiga aytiladi. Portlashning foydali mexanik ishlari deb, portlashning to’liq bajargan ishidan portlashning foydasiz mexanik ishlari ayirmasiga aytiladi. Agar portlashning to’liq issiqlik energiyasini E=E_y*Q deb olsak portlashning foydali ishi portlash issiqlik energiyasining bir qismini tashkil etadi,ya’ni: A_n=E_y*Q=E*𝜂
Bu yerda: E_y- portlashning solishtirma issiqligi, Kj/kg; Q-zaryad massasi; 𝜂- portlashning FIKi bo’lib, uning qiymati 10-20% gacha.
Tadqiqot ishlarining ko’rsatishicha portlash vaqtida ajralib chiqadigan issiqlik energiyasining 14-17% i tog’ jinsi massivini maydalashga, 3-6%i maydalangan tog’ jinslarini uloqtirishga sarflanadi.
Portlash vaqtida portlash energiyasining maksimal foydalanish uchun PM zaryadi konstruksiyasini o’zgartirish, yangi zaboyka turlarini ishlab chiqish, 1ta seriyada ulangan zaryadlarni ma’lum ketma-ketlikda portlatish talab etiladi.
Boshlang’ich impuls
PM zaryadida detonatsiyani qo’zg’atish uchun yetarli bo’lgan tashqi turtki boshlang’ich impuls deyiladi.
PM zaryadiga boshlang’ich impulsni berib, unda detonatsiyani qo’zg’atish jarayoni initsiyalash deyiladi.
PM zaryadida detonatsiyani qo’zg’atish uchun talab etiladigan minimal tashqi turtki – minimal initsiyalovchi impuls deyiladi.
Bugungi kunda PM zaryadlari asosan kapsul detonator yoki elektr detonator (yer osti kon ishlarida), yoki oraliq detonatorlar (ochiq kon ishlarida) yordamida portlatiladi.