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Velocidad de detonación (VoD)

1880
Escena histórica de laboratorio que ilustra el estudio de los materiales explosivos en la física del estado sólido.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

The Velocity of Detonation (VoD) is the speed at which the shock wave front travels through a detonating explosive. It is a primary measure of an explosive’s performance and power, differentiating high explosives from low explosives. VoD is a characteristic property influenced by density, grain size, and confinement, with typical values reaching thousands of meters per second for high explosives.

Velocity of Detonation (VoD) is one of the most important parameters for characterizing a high explosive. It represents the speed of the chemical reaction zone, supported by a strong shock wave, propagating through the material. This is distinct from deflagration, a subsonic combustion process that relies on thermal conduction. The VoD is determined by the explosive’s chemical composition, physical state, and conditions of initiation. For a given explosive, the VoD increases with its loading density, typically following a near-linear relationship up to its theoretical maximum density (TMD). The diameter of the explosive charge also plays a crucial role; below a certain ‘critical diameter,’ a stable detonation cannot be sustained and the VoD drops off sharply. Confinement, or the strength of the material encasing the explosive, also increases VoD by preventing the lateral expansion of gases, thus maintaining higher pressure in the reaction zone.

The Chapman-Jouguet (CJ) theory provides a hydrodynamic model for detonation, predicting the VoD based on the thermodynamic properties of the explosive and its detonation products. The theory posits that the detonation proceeds at a velocity where the flow of the product gases just behind the shock front is sonic relative to the front. This CJ point represents the minimum possible stable detonation velocity. VoD is measured experimentally using various techniques, such as the D’Autriche method, streak photography, or electronic probes placed at known distances along an explosive charge. Values range from around 1,500 m/s for low-density ANFO to over 9,000 m/s for high-performance crystalline explosives like HMX or CL-20.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Física del estado sólido

Tipo

Propiedad física

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Estudios de propagación del sonido realizados por Isaac Newton y Pierre-Simon Laplace
  • Desarrollo de la teoría de ondas de choque por Bernhard Riemann
  • Invención de la cronofotografía por Étienne-Jules Marey para capturar eventos rápidos
  • síntesis de explosivos de alta potencia como la nitroglicerina y el algodón pólvora

Aplicaciones

  • Diseño de cargas huecas para penetración de blindaje
  • sincronización de las secuencias de voladura en minería y demolición
  • desarrollo de detonadores de alta velocidad
  • caracterización y control de calidad de lotes explosivos
  • Modelado de efectos explosivos en simulaciones de ingeniería

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Related to: velocity of detonation, VoD, shock wave, high explosive, Chapman-Jouguet theory, brisance, detonation pressure, critical diameter, ANFO, HMX.

Contexto histórico

Velocidad de detonación (VoD)

1871
1876
1877
1880
1882-01-01
1884
1885
1870
1873
1877
1880
1882-01-01
1883
1884
1887

(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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