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酸素バランス(OB%)

1900
1900年の研究所で、化学者が爆薬の配合を測定し、酸素バランスを最適化する。.

(画像はイメージです)

酸素バランス(OB%)は、爆薬が酸化される度合いを示す指標です。爆薬分子が、その炭素をすべて二酸化炭素に、水素をすべて水に変換するのに十分な酸素を含んでいる場合、OB%はゼロとなります。OB%がプラスであれば酸素過剰、マイナスであれば酸素不足を示し、エネルギー出力や副生成物に影響を与えます。

酸素バランス(OB%またはΩ)は、爆発性物質の設計および分析において重要なパラメータです。これは、爆発物の効率と爆発生成物の性質を予測するために計算されます。この計算は、爆発性化合物の完全燃焼の化学量論に基づいています。一般的な有機化合物Cの場合、式はCです。1HbNcOd目標は炭素を酸化してCOにすることです2 水素はHに2O. 窒素は通常Nを形成すると考えられている2 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 Mw これは化合物の分子量です。

酸素バランスがゼロの爆薬(例えばニトログリセリン)は、理論的には単位質量あたりのエネルギー放出効率が最も高い。これは、燃料となるすべての元素(C、H)が分子内に含まれる酸素のみを用いて完全に酸化されるためである。TNT(トリニトロトルエン)のように酸素バランスが負の値の爆薬は、酸素が不足している。爆発すると、すす(未燃焼炭素)と一酸化炭素(CO)が発生し、エネルギー放出量が少なくなり、黒煙が目に見える。性能を向上させるには、硝酸アンモニウムなどの酸素を豊富に含む化合物(酸化剤)と混合することができる。逆に、酸素バランスが正の値の爆薬は過剰な酸素を含んでおり、アルミニウム添加爆薬のアルミニウム粉末などの添加燃料を酸化するために利用できるため、総エネルギー出力と爆発温度を大幅に高めることができる。

UNESCO Nomenclature: 2203
化学

タイプ

化学プロセス

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • アントワーヌ・ラヴォアジエの燃焼と酸素の役割に関する研究
  • ジョセフ・プルースト著『定比例の法則』
  • ジェレミアス・リヒターによる化学量論の発展
  • ニトログリセリンや綿火薬などの初期の有機爆薬の合成

アプリケーション

  • design of optimized explosive mixtures like anfo
  • 特定の燃焼速度を持つ推進剤の配合
  • 爆発効果を高めるためのアルミニウム添加爆薬の開発
  • 爆発生成物の組成を予測する

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

酸素バランス(OB%)

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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