不同敏化方式的乳化炸药水下爆炸能量测试

唐学军+吴红波

摘 要：利用水下爆炸测试系统，对使用化学敏化剂亚硝酸钠、物理敏化剂膨胀珍珠岩和玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量进行了实验研究，比较了在相同条件下三种敏化方式的乳化炸药 的水下爆炸能量。研究结果表明：在相同条件下，玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最大，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量次之，珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最低。

关键词：乳化炸药 敏化剂 水下爆炸能量

中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0109-02

在我国现有的工业炸药品种中，乳化炸药作为一种油包水型抗水工业炸药，因其具有优良的爆炸、安全、环保性能，在工爆破中得到了广泛的应用。敏化剂作为乳化炸药的重要组成部分对乳化炸药水下爆炸能量产生重要的影响，而乳化炸药的爆炸能量直接影响着水下爆破施工的效果。所以研究不同敏化剂对乳化炸药性能的影响具有重要的实际意义。

对于乳化炸药的水下爆炸性能测试方面，徐更光等人对炸药水下爆炸冲击波的传播进行了近似计算[1]；李澎研究了非理想炸药水下爆炸能量的输出结构[2]；俞统昌，王晓峰等人研究了炸药水下爆炸冲击波的性能[3]。本文对不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量进行实验测试，得到了水下冲击波能和气泡能等重要的实验参数，对乳化炸药的配方设计、性能预测以及工业生产都具有重要的理论和实践意义。

1 实验部分

1.1 实验测试

乳化炸药水下爆炸测试系统由爆炸水池、药包和测量系统组成[4]，实验系统示意图如图1所示。实验时，通过横梁上的行车，将药包放入水池中心水深2/3处，因为此位置来自水面和水池底部的反射波可以相互抵消[5]，可以满足冲击波能和气泡能的测试要求[6-7]。药包是由10 g乳化炸药，测试系统由压电式压力传感器传感器、信号传输电缆、电荷放大器、数据存储示波器等组成。实验时，首先将实验仪器安装调试好， 然后将药包固定在铁架子上，通过横梁上的行车把药包送到水中的预定位置，传感器距离药包中心0.5 m，然后使数据采集系统处于等待采集状态后，引爆炸药（图1）。

1.2 实验测试结果

本实验所用的乳化炸药配方见表1。

敏化剂分为物理敏化剂和化学敏化剂，物理敏化剂为玻璃微球、膨胀珍珠岩，化学敏化剂为亚硝酸钠。为了方便，将用膨胀珍珠岩、玻璃微球和亚硝酸钠敏化的乳化炸药分别记为1#炸药、2#炸药和3#炸药。其水下爆炸能量测试结果见表2。

2 结果分析

根据表2中的计算结果，并结合比冲击波能Es、比气泡能Eb和水下爆炸能Et计算公式[8]，对采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸参数进行计算结果见表3，能量的分布图见图2。

d （1）

式中，ρW—水的密度；W—药包重量（kg）；

R—传感器至药包中心的距离（m）；Pm—冲击波峰值压力（Mpa）。

（2）

其中，是由给定水池、装药量和位置确定的常数；为修正后的气泡脉动周期。

（3）

式中：k?—药型系数，对于球形药包k?=1；μ—冲击波损失系数（μ·Es是单位质量炸药原本传到水中的冲击波能）

结合表3和图3可知，在相同的条件下，玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最大，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量次之，珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最低。对于物理敏化方式而言，因为膨胀珍珠岩的颗粒尺寸大于玻璃微球，因此对于相同含量的添加量而言，单位体积炸药中膨胀珍珠岩敏化的有效气泡量相对较少，相应地，其热点的数目也较少，另一方面，由于膨胀珍珠岩粒径比玻璃微球的大，在相同的条件下，膨胀珍珠岩的温升也相对低些。因此，膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量低于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。就化学敏化而言，因亚硝酸钠需用的量很少，而且化学发泡的影响因素较多，针对本试验结果来说，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量稍微低于玻璃微球敏化，但高于珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量。

3 结语

该文在试验研究和理论分析的基础上， 研究探讨了不同敏化剂对乳化炸药水下爆炸能量的影响，得出以下结论：在炸药配比相同的条件下，采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量不同，其中使用玻璃微球敏化的乳化炸药水下爆炸能量最高，亚硝酸钠敏化的乳化炸药水下爆炸能量次之，膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药水下爆炸能量最低。

参考文献

[1] 李澎，徐更光.水下爆炸冲击波传播的近似计算[J].火炸药学报，2006，29（4） ： 21-24.

[2] 李澎.非理想炸药水下爆炸能量输出结构研究[D].北京：北京理工大学， 2006

[3] 俞统昌，王晓峰，王建灵.炸药的水下爆炸冲击波性能[J].含能材料，2003，11（4）：182-186.

[4] 吴红波，颜事龙，刘锋.敏化剂类型对乳化炸药减敏程度的影响[J].中国矿业，2007，16（7）：94-97.

[5] 王建灵，赵东奎，郭炜，等.水下爆炸能量测试中炸药入水深度的确定[J].火炸药学报，2002，25（2）：30-32.

[6] Boeksteiner G.Evaluation of underwater explosive performance of PBXW-115， ADA315885[R].Springfild：NTIS，1996

[7] 张立，汪大立.水下爆炸炸药能测量消除边界效应的研究[J].爆破器材，1995，24（2）：1-6.

[8] 张立.爆破器材性能与爆炸效应测试[M].合肥：中国科学技术出版社，2006.endprint

摘 要：利用水下爆炸测试系统，对使用化学敏化剂亚硝酸钠、物理敏化剂膨胀珍珠岩和玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量进行了实验研究，比较了在相同条件下三种敏化方式的乳化炸药 的水下爆炸能量。研究结果表明：在相同条件下，玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最大，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量次之，珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最低。

关键词：乳化炸药 敏化剂 水下爆炸能量

中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0109-02

在我国现有的工业炸药品种中，乳化炸药作为一种油包水型抗水工业炸药，因其具有优良的爆炸、安全、环保性能，在工爆破中得到了广泛的应用。敏化剂作为乳化炸药的重要组成部分对乳化炸药水下爆炸能量产生重要的影响，而乳化炸药的爆炸能量直接影响着水下爆破施工的效果。所以研究不同敏化剂对乳化炸药性能的影响具有重要的实际意义。

对于乳化炸药的水下爆炸性能测试方面，徐更光等人对炸药水下爆炸冲击波的传播进行了近似计算[1]；李澎研究了非理想炸药水下爆炸能量的输出结构[2]；俞统昌，王晓峰等人研究了炸药水下爆炸冲击波的性能[3]。本文对不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量进行实验测试，得到了水下冲击波能和气泡能等重要的实验参数，对乳化炸药的配方设计、性能预测以及工业生产都具有重要的理论和实践意义。

1 实验部分

1.1 实验测试

乳化炸药水下爆炸测试系统由爆炸水池、药包和测量系统组成[4]，实验系统示意图如图1所示。实验时，通过横梁上的行车，将药包放入水池中心水深2/3处，因为此位置来自水面和水池底部的反射波可以相互抵消[5]，可以满足冲击波能和气泡能的测试要求[6-7]。药包是由10 g乳化炸药，测试系统由压电式压力传感器传感器、信号传输电缆、电荷放大器、数据存储示波器等组成。实验时，首先将实验仪器安装调试好， 然后将药包固定在铁架子上，通过横梁上的行车把药包送到水中的预定位置，传感器距离药包中心0.5 m，然后使数据采集系统处于等待采集状态后，引爆炸药（图1）。

1.2 实验测试结果

本实验所用的乳化炸药配方见表1。

敏化剂分为物理敏化剂和化学敏化剂，物理敏化剂为玻璃微球、膨胀珍珠岩，化学敏化剂为亚硝酸钠。为了方便，将用膨胀珍珠岩、玻璃微球和亚硝酸钠敏化的乳化炸药分别记为1#炸药、2#炸药和3#炸药。其水下爆炸能量测试结果见表2。

2 结果分析

根据表2中的计算结果，并结合比冲击波能Es、比气泡能Eb和水下爆炸能Et计算公式[8]，对采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸参数进行计算结果见表3，能量的分布图见图2。

d （1）

式中，ρW—水的密度；W—药包重量（kg）；

R—传感器至药包中心的距离（m）；Pm—冲击波峰值压力（Mpa）。

（2）

其中，是由给定水池、装药量和位置确定的常数；为修正后的气泡脉动周期。

（3）

式中：k?—药型系数，对于球形药包k?=1；μ—冲击波损失系数（μ·Es是单位质量炸药原本传到水中的冲击波能）

结合表3和图3可知，在相同的条件下，玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最大，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量次之，珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最低。对于物理敏化方式而言，因为膨胀珍珠岩的颗粒尺寸大于玻璃微球，因此对于相同含量的添加量而言，单位体积炸药中膨胀珍珠岩敏化的有效气泡量相对较少，相应地，其热点的数目也较少，另一方面，由于膨胀珍珠岩粒径比玻璃微球的大，在相同的条件下，膨胀珍珠岩的温升也相对低些。因此，膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量低于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。就化学敏化而言，因亚硝酸钠需用的量很少，而且化学发泡的影响因素较多，针对本试验结果来说，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量稍微低于玻璃微球敏化，但高于珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量。

3 结语

该文在试验研究和理论分析的基础上， 研究探讨了不同敏化剂对乳化炸药水下爆炸能量的影响，得出以下结论：在炸药配比相同的条件下，采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量不同，其中使用玻璃微球敏化的乳化炸药水下爆炸能量最高，亚硝酸钠敏化的乳化炸药水下爆炸能量次之，膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药水下爆炸能量最低。

参考文献

[1] 李澎，徐更光.水下爆炸冲击波传播的近似计算[J].火炸药学报，2006，29（4） ： 21-24.

[2] 李澎.非理想炸药水下爆炸能量输出结构研究[D].北京：北京理工大学， 2006

[3] 俞统昌，王晓峰，王建灵.炸药的水下爆炸冲击波性能[J].含能材料，2003，11（4）：182-186.

[4] 吴红波，颜事龙，刘锋.敏化剂类型对乳化炸药减敏程度的影响[J].中国矿业，2007，16（7）：94-97.

[5] 王建灵，赵东奎，郭炜，等.水下爆炸能量测试中炸药入水深度的确定[J].火炸药学报，2002，25（2）：30-32.

[6] Boeksteiner G.Evaluation of underwater explosive performance of PBXW-115， ADA315885[R].Springfild：NTIS，1996

[7] 张立，汪大立.水下爆炸炸药能测量消除边界效应的研究[J].爆破器材，1995，24（2）：1-6.

[8] 张立.爆破器材性能与爆炸效应测试[M].合肥：中国科学技术出版社，2006.endprint

摘 要：利用水下爆炸测试系统，对使用化学敏化剂亚硝酸钠、物理敏化剂膨胀珍珠岩和玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量进行了实验研究，比较了在相同条件下三种敏化方式的乳化炸药 的水下爆炸能量。研究结果表明：在相同条件下，玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最大，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量次之，珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最低。

关键词：乳化炸药 敏化剂 水下爆炸能量

中图分类号：TD235 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0109-02

在我国现有的工业炸药品种中，乳化炸药作为一种油包水型抗水工业炸药，因其具有优良的爆炸、安全、环保性能，在工爆破中得到了广泛的应用。敏化剂作为乳化炸药的重要组成部分对乳化炸药水下爆炸能量产生重要的影响，而乳化炸药的爆炸能量直接影响着水下爆破施工的效果。所以研究不同敏化剂对乳化炸药性能的影响具有重要的实际意义。

对于乳化炸药的水下爆炸性能测试方面，徐更光等人对炸药水下爆炸冲击波的传播进行了近似计算[1]；李澎研究了非理想炸药水下爆炸能量的输出结构[2]；俞统昌，王晓峰等人研究了炸药水下爆炸冲击波的性能[3]。本文对不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量进行实验测试，得到了水下冲击波能和气泡能等重要的实验参数，对乳化炸药的配方设计、性能预测以及工业生产都具有重要的理论和实践意义。

1 实验部分

1.1 实验测试

乳化炸药水下爆炸测试系统由爆炸水池、药包和测量系统组成[4]，实验系统示意图如图1所示。实验时，通过横梁上的行车，将药包放入水池中心水深2/3处，因为此位置来自水面和水池底部的反射波可以相互抵消[5]，可以满足冲击波能和气泡能的测试要求[6-7]。药包是由10 g乳化炸药，测试系统由压电式压力传感器传感器、信号传输电缆、电荷放大器、数据存储示波器等组成。实验时，首先将实验仪器安装调试好， 然后将药包固定在铁架子上，通过横梁上的行车把药包送到水中的预定位置，传感器距离药包中心0.5 m，然后使数据采集系统处于等待采集状态后，引爆炸药（图1）。

1.2 实验测试结果

本实验所用的乳化炸药配方见表1。

敏化剂分为物理敏化剂和化学敏化剂，物理敏化剂为玻璃微球、膨胀珍珠岩，化学敏化剂为亚硝酸钠。为了方便，将用膨胀珍珠岩、玻璃微球和亚硝酸钠敏化的乳化炸药分别记为1#炸药、2#炸药和3#炸药。其水下爆炸能量测试结果见表2。

2 结果分析

根据表2中的计算结果，并结合比冲击波能Es、比气泡能Eb和水下爆炸能Et计算公式[8]，对采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸参数进行计算结果见表3，能量的分布图见图2。

d （1）

式中，ρW—水的密度；W—药包重量（kg）；

R—传感器至药包中心的距离（m）；Pm—冲击波峰值压力（Mpa）。

（2）

其中，是由给定水池、装药量和位置确定的常数；为修正后的气泡脉动周期。

（3）

式中：k?—药型系数，对于球形药包k?=1；μ—冲击波损失系数（μ·Es是单位质量炸药原本传到水中的冲击波能）

结合表3和图3可知，在相同的条件下，玻璃微球敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最大，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量次之，珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量最低。对于物理敏化方式而言，因为膨胀珍珠岩的颗粒尺寸大于玻璃微球，因此对于相同含量的添加量而言，单位体积炸药中膨胀珍珠岩敏化的有效气泡量相对较少，相应地，其热点的数目也较少，另一方面，由于膨胀珍珠岩粒径比玻璃微球的大，在相同的条件下，膨胀珍珠岩的温升也相对低些。因此，膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量低于膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药。就化学敏化而言，因亚硝酸钠需用的量很少，而且化学发泡的影响因素较多，针对本试验结果来说，亚硝酸钠敏化的乳化炸药的水下爆炸能量稍微低于玻璃微球敏化，但高于珍珠岩敏化的乳化炸药的水下爆炸能量。

3 结语

该文在试验研究和理论分析的基础上， 研究探讨了不同敏化剂对乳化炸药水下爆炸能量的影响，得出以下结论：在炸药配比相同的条件下，采用不同敏化剂敏化的乳化炸药的水下爆炸能量不同，其中使用玻璃微球敏化的乳化炸药水下爆炸能量最高，亚硝酸钠敏化的乳化炸药水下爆炸能量次之，膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药水下爆炸能量最低。

参考文献

[1] 李澎，徐更光.水下爆炸冲击波传播的近似计算[J].火炸药学报，2006，29（4） ： 21-24.

[2] 李澎.非理想炸药水下爆炸能量输出结构研究[D].北京：北京理工大学， 2006

[3] 俞统昌，王晓峰，王建灵.炸药的水下爆炸冲击波性能[J].含能材料，2003，11（4）：182-186.

[4] 吴红波，颜事龙，刘锋.敏化剂类型对乳化炸药减敏程度的影响[J].中国矿业，2007，16（7）：94-97.

[5] 王建灵，赵东奎，郭炜，等.水下爆炸能量测试中炸药入水深度的确定[J].火炸药学报，2002，25（2）：30-32.

[6] Boeksteiner G.Evaluation of underwater explosive performance of PBXW-115， ADA315885[R].Springfild：NTIS，1996

[7] 张立，汪大立.水下爆炸炸药能测量消除边界效应的研究[J].爆破器材，1995，24（2）：1-6.

[8] 张立.爆破器材性能与爆炸效应测试[M].合肥：中国科学技术出版社，2006.endprint