二氧化碳气体爆破器在石材开采中不破坏纹理结构,劈裂块大,抛出距离短、成材率和效率较高。抛岩距离短,一般不超过5m,安全警戒 距离短,爆破时间短,相对增加了工作面的有效作业时间. 实施过程无哑炮,无需验炮。安全警戒距离短,无安全隐患。爆破筒回收方便,可连续使用3000次以上
不考虑介质的粘滞性和热传导。
如图5-12所示,取截面是单位面积的管子,冲击波以速度D在其中传播。未扰动介质的状态参数为Po, A,“。,已扰动介质的状态参数为尸:、P:、“:。若取以速度D与波阵面一起运动的坐标系,则在此坐标系中,波阵面静止不动,波阵面右边的未扰动介质以速度D-uo向左流人波阵面,而已扰动的介质以速度D-u,向左流出波阵面。
根据质量守恒定理,二氧化碳气体爆破器单位时间内流人与流出波阵面的物质的质量相等。即Pb(D一uo)=p,(D一ul) (5-2)
根据动全守恒定理,运动物体动盘的变化等于外力作用的冲量。则有A-A=A(D-u.)(,,:-UO)(5-3)
根据能量守恒定理,系统内能量的变化应等于夕功所做的功。介质的能量是其内能和动能之和,故单位时间内从右边流人波阵面的介质的能量为两(D-uo)[Eo+112(D-uah.同样,向左流出 波阵面的介质的能量为pl(D-ul)[E1+112(D-ul):].波阵面前边和后边的压力分别为PO和pi,前边压力所傲的功为Po (D一UO),后边压力所做的功为P, (D一“,).所以,能量方程可写成 如下形式P, ul一Pouo=A (D~ito) (El一Eo十I (U2/2 1一U02 )1 (5-4)式中:ED, El分别为波阵面前、后介质的内能。
二氧化碳气体爆破器在波阵面前方未扰动的介质内,质点速度为零,即UO二0.将波阵面前、后的气体比容vo(VO== I/po)和V,(V,=I/p,)代人式(5-2)、式(5-3)、式(5-4)中,则有这三个关系式称为冲击波基本方程。其中式(5-7)又称冲击波绝热方程、冲击波雨贡纽方程或RH方程。
上面的3个方程式是在3个普通的守恒定律的签础上推导出来的,适用于任何介质,而且没有限制扰动强度,对弱波和强波都适用。
如果介质是理性气体,在所讨论的温度范国内,热容是常数,且月免从尸沪=常数的有关规定,其绝热指数K=心/CV,则有式(5-9)即为理想气体中的冲击波方程或雨贡纽方程.此式代表的P-V关系曲线称为冲击波的雨贡纽曲线H(图5-13)。该曲线在冲击波理论中具有十分重要的意义,它确立了波阵面两边介质参数之间的关系。若二氧化碳气体爆破器的初始状态为PO . vo,则经冲击波压缩后的介质状态P,、V,必pf然落在通过PO I vo点的H曲线上。但需指出,由Pol PI卜一V(Pl. VI)vo变化到P,、V,并不沿 着H曲线进行,而是突跃的。I N\因此,H曲线只代表压缩后可能达到的那些状态,而I!\\不反应状态变化的过程。川击波通过后,介质状态落在H曲线上的具体位置取决于川击波的传播速度。由式(5-5)可知,春台定D值,坐标内为一条通过Pol VO点的直线,’Ve vo v其角系数tga–(Pl-Po)/(Vo-V,)-这条直线称为米海尔图5-13冲击波的IIJA纽曲线松直线(或冲击波的波速线)。因此,冲击波传播速度可用米海尔松直线来表示。冲击波压缩后介质的状态线也必须落在这条直线上。