Důlní požáry a chemismus výbušniny VY_32_INOVACE_Racek_ 01-2-20-Výkon výbušniny Autor: Mgr. Ing. Ladislav Ráček Tento výukový materiál byl zpracován v rámci projektu EU peníze středním školám - OP VK 1.5. CZ.1.07/1.5.00/34.0195 – Individualizace a inovace výuky

Anotace Při výbuchu působí velké tlakové síly plynů projevující se jako mechanická síla výbuchu. V tomto materiálu provedeme výpočet výkonu výbušiny na základě energie, kterou výbušina vyvine.

VÝBUCHOVÁ ENERGIE (E) Udává, jaké množství energie se uvolní výbuchem 1 kg trhaviny. Uvádí se v kJ/kg. Běžné průmyslové trhaviny vykazují energii asi 4 000 kJ/kg, vojensky využívané trhaviny dosahují hodnot okolo 6 000 kJ/kg. Uvedený parametr má význam zvlášť pro porovnávání trhavin používaných v uzavřených prostorech.

ENERGIE A VÝKON VÝBUCHU Energie, jež se při výbuchu uvolní je skryta ve výbušnině. Je však mnohem nižší než energie hořlavin. Benzin např. obsahuje 10 krát více energie TNT. Musíme však mít na zřeteli, že hořlavina potřebuje k svému hoření kyslík, který odebírá z atmosférického vzduchu. Hořlavina tedy potřebuje k uvolnění energie vnější kyslík. Výbušnina naproti tomu nepotřebuje žádné vnější látky. Kyslík je uložen v molekule výbušniny(v NO2 skupině) nebo ve formě okysličovadla ve směsi. Hoření probíhá relativně pomalu, výbuch se šíří velmi rychle (přibližně 10 milionkrát rychleji). Právě tímto jsou dány charakteristické účinky výbuchu.

Energie výbuchu se pohybuje zhruba v rozmezí 2100-6300 kJ/kg. Přidáním práškových kovů(Al) lze dosáhnout hodnot převyšujících 8400 kJ/kg.. Výkon výbuchu náloží vzrůstá přiměřeně s jejich velikostí. Samotná velikost energie sama o sobě však ještě nic neznamená. Důležité je, kolik energie se využije k praktickému účelu. U volně odpálené výbušniny se k trhacímu účelu využije okolo 15% E. Lepší využití nastane u nálože uzavřené. Když detonační vlna dosáhne povrchu nálože, která je obalena pevnou stěnou a narazí na tuto stěnu, může tlak prudce stoupat.

Výkon výbušiny Výkon výbušiny je definován jako energie vztažená na časovou jednotku. N výkon výbušiny (kW) L celková energie výbuchu (kJ) G celková hmotnost výbušiny (kg) Qv výbuchové teplo (kJ/kg) t doba výbuchu nálože (s)

Za předpokladu válcové nálože, kterou iniciujeme rozbuškou, vypočítáme dobu výbuchu ze znalostí hodnoty detonační rychlosti D. s dráha výbuchu (délka nálože v m) D detonační rychlost (m/s)

Ukázkový příklad Vypočtěte výkon válcové nálože výbušiny - nitroglycerínu, jestliže délka nálože s=0,25 m; detonační rychlost D=5000 m/s, průměr nálože d=0,025 m, hustota výbušiny δ=1000 kg/m3.

Hmotnost vybuchující válcové nálože: Energie: Výkon

POUŽITÁ LITERATURA HORKÝ, Jiří a Robert KOŘÍNEK. Návody ke cvičením z předmětu trhací práce a rozpojování hornin. Vyd. 2. Ostrava: Ostrava: ES VŠB, 1981.