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Balance de oxígeno (OB%)

1900
Químico que mide las fórmulas explosivas en un laboratorio de 1900 para obtener un equilibrio óptimo de oxígeno.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El balance de oxígeno (BO%) mide el grado de oxidación de un explosivo. Si una molécula explosiva contiene suficiente oxígeno para convertir todo su carbono en dióxido de carbono y todo su hidrógeno en agua, su BO% es cero. Un BO% positivo indica exceso de oxígeno, mientras que un BO% negativo indica déficit de oxígeno, lo que afecta la energía liberada y los subproductos.

El balance de oxígeno (OB% o Ω) es un parámetro crítico en el diseño y análisis de materiales explosivos. Se calcula para predecir la eficacia de un explosivo y la naturaleza de sus productos de detonación. El cálculo se basa en la estequiometría de la combustión completa del compuesto explosivo. Para un compuesto orgánico genérico con la fórmula CaHbNdoELdEl objetivo es oxidar el carbono a CO₂.2 y hidrógeno a H2O. Normalmente se asume que el nitrógeno forma N2 gas. The formula for calculating OB% for 100 grams of the material is: [latex]OB% = frac{1600(d – 2a – b/2)}{M_w}[/latex] where MEn es el peso molecular del compuesto.

Un explosivo con balance de oxígeno cero (p. ej., nitroglicerina) es teóricamente el más eficiente en términos de liberación de energía por unidad de masa, ya que todos sus elementos combustibles (C, H) se oxidan completamente utilizando únicamente el oxígeno contenido en la molécula. Los explosivos con un balance de oxígeno negativo (OB%), como el TNT (trinitrotolueno), presentan deficiencia de oxígeno. Al detonar, producen hollín (carbono sin quemar) y monóxido de carbono (CO), lo que resulta en una menor liberación de energía y humo negro visible. Para mejorar su rendimiento, se pueden mezclar con compuestos ricos en oxígeno (oxidantes) como el nitrato de amonio. Por el contrario, los explosivos con un balance de oxígeno positivo (OB%) tienen exceso de oxígeno, el cual se puede utilizar para oxidar combustibles añadidos, como el polvo de aluminio en explosivos aluminizados, para aumentar significativamente la energía total liberada y la temperatura de la explosión.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Química

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Antoine Lavoisier’s work on combustion and the role of oxygen
  • La ley de las proporciones definidas de Joseph Proust
  • Desarrollo de la estequiometría por Jeremias Richter
  • síntesis de los primeros explosivos orgánicos como la nitroglicerina y el algodón pólvora

Aplicaciones

  • diseño de mezclas explosivas optimizadas como anfo
  • Formulación de propelentes con velocidades de combustión específicas
  • Desarrollo de explosivos aluminizados para mejorar los efectos de las explosiones
  • Predicción de la composición de los productos de detonación

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Related to: oxygen balance, OB%, stoichiometry, explosive chemistry, detonation products, ANFO, TNT, oxidizer, fuel, exothermic reaction.

Contexto histórico

Balance de oxígeno (OB%)

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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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