تعيين پارامترهاي تعادلي تراك چپمن- ژوگت براي مواد شديدالانفجار

Calculation of the Chapman-Jouguet Equilibrium Detonation Parameters of High Explosives

در كار حاضر بر اساس فرضيه ي تراك چپمن-ژوگت3 و با توصيف رفتار محصولات انفجار توسط معادله حالت BKW، كد كامپيوتري جهت پيش بيني خواص انفجاري مواد شديدالانفجار تهيه شده است. جهت تعيين تركيب شيميايي حالت تعادل مخلوط غيرايده آل و چندفازي محصولات انفجار، روش جديدي براي كمينه سازي انرژي آزاد گيبس به كار رفته است. روش جديد، نوعي روش نيوتن-رافسن مي باشد كه مشتقات دوم انرژي آزاد لازم براي استفاده از آن، براي مخلوط غير ايده آل محاسبه شده اند. دقت روش جديد در مقايسه با دقت روش به كار رفته در كد FORTRAN BKW (كه مشتقات دوم انرژي آزاد برابر با مقدار آنها براي مخلوط گاز كامل فرض شده است) بيشتر مي باشد. نتايج كد ترموشيميايي تهيه شده با نتايج تجربي و همچنين نتايج منتشر شده از كدهاي ترموشيميايي ديگر، تطابق خوبي نشان مي دهد.

In this research work, a computer code is developed to predict the detonation properties of high explosives on the basis of the Chapman-Jouguet theory. A new free energy minimization scheme was employed to calculate the equilibrium composition of non-ideal and multiphase mixture of detonation products. The new minimization scheme is a variant of the Newton-Raphson algorithm. In the present work, the second derivatives of free energy are computed for non-ideal mixture. It is found that the developed algorithm calculates the chemical equilibrium properties more accurately than the FORTRAN BKW scheme which takes the second derivatives of free energy as equal to their values in a perfect gas mixture. The calculated detonation velocities and C-J pressures are compared with experimental data as well as the data reported from other thermo-chemical codes. The results are very promising.