Математическая модель распределения электрической и тепловой энергий в рабочем элементе информационно-измерительной системы, предназначенной для исследования процесса инициирования промышленных взрывчатых веществ

Abstract

Использование чувствительных взрывчатых веществ для детонации основного заряда при перфорировании твердых слоев горных пород, сносе высотных и прочных сооружений и т.п. является неудобным и опасным способом инициирования. Это делает актуальной задачу разработки и внедрения альтернативных способов детонации взрывчатых веществ. Одним из таких способов является передача теплового импульса необходимой мощности посредством теплопроводности от металлического стержня взрывчатому веществу. Определение тепловой мощности импульса, необходимой для возникновения детонации, осуществляется путем косвенных измерений. Оценка выделяемого стержнем тепла стандартным методом является довольно грубой, не учитывает потери в местах контакта и пространственного распределения тепла в стержне в зависимости от параметров электрического импульса. В работе строятся математические модели формирования теплового поля в стержне, учитывающего указанные факторы. По результатам полученных моделей делаются численные расчеты для стержней различных размеров и сигналов различной формы и мощности. Результаты работы позволяют определить необходимые начальные и граничные условия для дальнейшего описания быстропротекающих тепловых процессов. The use of sensitive explosives to detonate the main charge during perforation of solid rock layers, demolition of high-rise and strong structures, etc. is an inconvenient and dangerous method of initiation. This makes it urgent to develop and implement alternative methods for detonating explosives. One of these methods is to transmit a thermal pulse of the required power by means of thermal conductivity from a metal rod to an explosive. Determination of the thermal power of the pulse required for the occurrence of detonation is carried out by indirect measurements. The rating allocated by standard heat rod method is pretty rude, does not account for losses at the points of contact and spatial distribution of heat in the core, depending on the electric pulse parameters. In this paper, mathematical models of the formation of a thermal field in the rod, taking into account these factors, are constructed. Based on the results of the obtained models, numerical calculations are made for rods of different sizes and signals of different shapes and power. The results of the work allow us to determine the necessary initial and boundary conditions for further description of fast-flowing thermal processes.