The detonation behaviour of a model emulsion explosive was investigated to yield the heat release rate as a function of ionic structure of the oxidiser phase and degree of mixedness of the emulsion. Neutron diffraction studies were undertaken to characterise the oxidiser phase structure between molar ratios of solute to solvent of 1 and 3. Degree of mixedness was characterised using optical microscopy to measure the number average droplet size of the oxidiser phase which ranged over a factor of 2.5. At low solvent concentration marked ion pairing was evident between the ammonium and nitrate ions in solution and a strong correlation was found between chemical reactivity and the microscopic ion-pair structure. The concentration at which ion pairing no longer was evident corresponded closely to that where the critical diameter of the explosive increased markedly. The nature of the reaction varied from hot spot and grain burning-like at low water contents to thermal explosion-like at high water contents. Changes to the degree of fuel- oxidiser mixedness revealed a strong quantitative relationship between reaction rate and mixedness. Experiments repeated at varying levels of sensitising voidage demonstrated that the level of voidage had a pronounced effect on systems of low mixedness thus providing clear evidence of mixing occurring during the shock compression process

چکیده

رفتار انفجاری یک ماده منفجره امولسیون نمونه به منظور بدست آوردن نرخ انتقال حرارت به عنوان تابعی از ساختار یونی فاز و درجه اختلاط امولسیون مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات پراش نوترون برای مشخصه یابی ساختار فاز اکسنده بین نسبت مولی حل شونده به حلال 1 و 3 انجام شد. درجه اختلاط با استفاده از میکروسکوپ نوری برای اندازه گیری عدد ​اندازه قطره متوسط فاز اکسنده مشخصه یابی شد که بازه آن در حدود فاکتور 2.5 بدست آمد. در غلظت کم حلال، جفت شدن یونی قابل توجه بین آمونیوم و یو ن های نیترات در محلول آشکار بود و ارتباطی قوی بین فعالیت شیمیایی و ساختار جفت یونی میکروسکوپی پیدا شد. غلظتی که در آن جفت شدن یونی دیگر مشهود نبود به شدت وابسته به آن بود که در آن نقطه اندازه بحرانی مواد منفجره به میزان قابل توجهی افزایش یافت. ماهیت واکنش از مرکز داغ و شبه احتراق دانه ای در میزان آب کم تا شبه انفجار حرارتی در میزان آب بالا متغیر بود. تغییر در درجه اختلاط اکسنده-سوخت ارتباط کمی قوی بین سرعت واکنش و اختلاط نشان داد. تکرار آزمایش در سطوح حساس تخلخل مختلف نشان داد که سطح تخلخل اثر ملموسی بر سیستم های با اختلاط کم دارد و در نتیجه شواهد روشنی از مخلوط شدن که در طول فرآیند فشرده سازی شوک رخ می دهد را در اختیار قرار می دهد.

1-مقدمه

اثر خواص ساختاری ناخالص بر رفتار انفجاری مواد منفجره سیال ناهمگن به خوبی مورد تحقیق قرار گرفته است. برای سیستم های متشکل از یک مایع واکنشگر که با ذرات تراکم بالا و یا پایین حساس شده است، رابطه بین عملکرد انفجاری و عدد تراکم و اندازه اجزاء توسط چندین محقق شفاف سازی شده است. با این حال با کمال تعجب، در مورد اثر ساختار مولکولی سیال بر روی عملکرد انفجاری و یا بر روی تاثیر اختلاط در سیالاتی که شامل سوخت غیر قابل امتزاج و فازهای اکسنده هستند، هیچ اطلاعاتی منتشر نشده یا اطلاعات کمی در دسترس است...