Explosive potential of energetic mixtures based on hydrogen peroxide

• Autorzy: Papliński Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.22211/matwys/0183

Warianty tytułu

PL

Potencjał wybuchowy mieszanin energetycznych zawierających nadtlenek wodoru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The explosion and detonation of energetic compositions based on hydrogen peroxide (H2O2, HP) is investigated. Fuels with different oxygen balance were considered in the mixture with HP/ methanol, ethylene glycol, glycerine ethanol. Detonation performance at a wide range of reciprocal HP/fuel concentrations was examined. Heats of explosion at constant volume, detonation velocity, as well as volume of gaseous products of reaction were estimated in thermochemical evaluations. The modification of explosive properties of the high-energetic CHNO material by addition of hydrogen peroxide, was also investigated. To represent CHNO explosives, nitromethane was considered. In the performed analysis, aqueous solutions of hydrogen peroxide were considered with the aim of obtaining the appropriate fuel/HP/water ratios to predict potential explosive compositions.

PL

W pracy przedstawiona została analiza parametrów wybuchu i detonacji mieszanin energetycznych zawierających nadtlenek wodoru (H2O2, HP). Jako dodatki rozważane były niewybuchowe materiały o ujemnym bilansie tlenowym. Rozpatrzone zostały dwie grupy paliw, metanol, glikol etylenowy i gliceryna o umiarkowanie negatywnym bilansie tlenowym oraz alkohol etylowy o zdecydowanie ujemnym bilansie tlenowym. Wybuchowe i detonacyjne właściwości badanych mieszanin paliwo/ HP badane były w szerokim zakresie wzajemnych zmian stężenia składników. Ciepło wybuchu w stałej objętości, prędkość detonacji oraz objętość gazowych produktów przemiany określane były za pomocą obliczeń termochemicznych. Rozpatrzony został również wpływ dodatku HP do materiału wybuchowego z grupy CHNO. Jako przykładowy materiał z grupy CHNO rozpatrzony został nitrometan. Przyjmowano zastosowanie HP w roztworze wodnym. Przedmiotem prowadzonych analiz było określenie zakresów stężeń, dla których mieszaniny paliwo/HP/woda będą odpowiednie do stosowania w ładunkach wybuchowych.

Słowa kluczowe

EN

hydrogen peroxide; energetic compositions; explosive performance

PL

nadtlenek wodoru; mieszaniny energetyczne; parametry detonacji

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 11(2)
• Strony: 14--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Papliński Andrzej

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, Safety Engineering Division, 2 gen. S. Kaliskiego Street, 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Davis N.S. Jr, Keefe J.H. 1956. Concentrated Hydrogen Peroxide as a Propellant. Industrial and Engineering Chemistry 48 (4): 745-748.
• [2] Rarata G., Surmacz P., Rokicka K. 2016. Hydrogen Peroxide as High Energy Compound Optimal for Propulsive Applications. Cent. Eur. J. Energ. Mater. 13 (3): 778-790.
• [3] Okninski A., Bartkowiak B., Sobczak K., Kublik D., Surmacz P., Rarata G., Marciniak B., Wolański P. 2014. Development of a Small Green Bipropellant Rocket Engine Using Hydrogen Peroxide as the Oxidizer. AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conf., 50th, Paper No. AIAA 2014-3592.
• [4] Nufer B. 2010. Hypergolic propellants: the handling hazards and lessons learned from use. NASA Kennedy Space Center, Engineering Directorate, Fluids Division, Hypergolic and Hydraulic Systems Branch, FL 32899, [accessed 16.04.2019].
• [5] Rarata G., Florczuk W. 2017. Safety aspects of hypergolic propellants with hydrogen peroxide. Materiały Wyskoenergetyczne (High Energy Materials) 9: 136-144.
• [6] Rarata G., Smętek J. 2016. Explosives based on hydrogen peroxide – A historical review and novel applications. Materiały Wyskoenergetyczne (High Energy Materials) 8: 56-62.
• [7] Maranda A. 2010. Industrial Explosives. (in Polish, ed. transl.) Warsaw : Military University of Technology, ISBN 978-83-61486-61-9.
• [8] Onederra I., Araos M. 2014. Detonation and Breakage Performance of Hydrogen Peroxide Based Explosive Formulation. Int. Symp. Rock Fragmentation by Blasting, Proc., 11th, Sydney, Australia.
• [9] Araos M., Onederra I. 2015. Development of a Novel Mining Explosive Formulation to Eliminate Nitrogen Oxide Fumes. Trans. Inst. Min. Metall. A. 124 (1): 16-23.
• [10] Onederra I., Araos M. 2017. Preliminary Quantification of the in situ Performance of a Novel Hydrogen Peroxide Based Explosive. Trans. Inst. Min. Metall. A. 126 (2): 113-122.
• [11] Araos M., Onederra I. 2017. Development of Ammonium Nitrate-Free Mining Explosives. Ann. Conf. Explosives and Blasting Techniques, Proc., 43th, Orlando, USA.
• [12] Nikolczuk K., Maranda A., Mertuszka P., Fuławka K., Wilk Z., Koślik P. 2019. Measurements of the VOD of Selected Mining Explosives and Novel “Green Explosives” Using the Continuous Method. Cent. Eur. J. Energ. Mater. 16 (3): 468-481.
• [13] Papliński A. 2006. An Implementation of the Steepest Descent Method to Evaluation of Equilibrium Composition of Reactive Mixtures Containing Components in Condensed Phases. Cent. Eur. J. Energ. Mater. 26: 165-167.
• [14] Papliński A. 2009. Estimation of Thermodynamic Parameters and Chemical Composition of Products of Explosive Transformation of High-Energetic Materials. (in Polish, ed. transl.) Materiały Wyskoenergetyczne (High Energy Materials) 1: 48-88.