爆轰产物状态方程

　　state equation of detonative product  爆轰产物状态方程是压力、密度和温度的复杂函数。由于爆轰产物处于高温高压状态，并且在爆轰瞬间各产物分子间还进行着复杂的化学动力学平衡，很难用实验方法直接确定其状态方程式，目前主要使用以下的经验或半经验的状态方程式，其中的一些参数要由实验确定。

　　(1)阿贝尔(Abel)余容状态方程。对于不能忽略分子本身容积的实际气体，可以采用阿贝尔状态方程

或

式中　α——余容；

　　　n——1／Mn，气体产物平均分子量的倒数；

　　　R——气体常数。

　　对于爆轰产物遵守阿贝尔方程式的爆炸物，其爆轰参数可用以下各式近似进行计算：

其中

　　(2)泰勒维里型展开式  在马克思维尔—博尔茨曼(Maxwell—Boltzmann)对光谱球状分子的动力学理论和博尔茨曼对密度的展开式研究的基础上，泰勒(Tayler)采用了维里状态方程 。其中分子余容b等于分子体积的4倍乘以阿佛加德罗常数，称为对于气体混合物的维里系数：b＝∑n_ib_i。式中，n_i为爆轰产物中第i个类型的摩尔数，b_i为该类型分子的摩尔系数或第二维里系数。一些爆轰产物中成分在高温时计算的第二维里系数列于表3—26。

表3—26  高温时爆轰气体产物b_i值

　　此种计算方法误差较大。

　　(3)B—K—W状态方程式  贝克尔(Becker)在1992年提出了一个爆轰产物的状态方程式，其中余容为指数函数：

　　或

后两项表示分子之间远距离的相互作用力。后来基斯塔科夫斯基(Kistakowski)和威尔逊(Wilson)、哈尔费尔德(Halford)又把这一方程式进一步发展为把余容作为密度和温度的函数的状态方程，称为B—K—W状态方程：

其中x_i是第i种爆炸产物在总的爆炸产物中所占摩尔数；K_i是i种爆炸产物的余容因数。

　　几种爆炸产物的余容因数与其分子量的关系如表3—27所列。

表3—27  几种爆炸产物的余容因数与其分子量的关系

　　B—K—W状态方程式是目前计算凝聚炸药爆轰参数时广泛采用的。对于许多含有碳氢氧氮的炸药，计算的数值与实测的数值相当符合。

　　(4)L—J—D方程  1937年列纳德(Lennard)、迪冯斯勒(Devonshile)、琼斯(Jones)把爆轰产物当作液体，提出以下状态方程式。

式中　V——摩尔体积；

　　　N——阿佛加德罗常数；

　　　b——分子余容，为分子体积的4倍；

　　　d——液体中一对相邻分子中心之间的平均距离。

　　　另外还有兰道—斯达纽柯维奇方程式等。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　《安全工程大辞典》（化学工业出版社）