CALOR DE EXPLOSION DE LOS EXPLOSIVOS INDUSTRIALES

INTEGRANTES: • HUAYRA SOTACURO,AUGUSTO• PANTI RAMOS, LINDO• MARTINEZ ROJAS ,JULIO • MUCHA SAPALLANAY ALEX DYER

DOCENTE: Ing. Fredy, PAREJAS RODRIGUEZ

CICLO:

CURSO: VOLADURA DE ROCAS

V

NOMBRE DEL GRUPO: LOS EXPLOSIVOS.

CALOR DE EXPLOSION.

Mediante una reacción química.

Calor de explosión; es el calor liberado en la reacción de explosión. Donde los explosivos son sustancias capaces de desprender una gran cantidad de gases y de calor.

La reacción de explosión es un proceso de oxidación‐reducción interna en el que secombinan los elementos de la molécula de explosivo, sin intervenir oxígeno externo a la molécula.Es el calor generado y liberado por el proceso de reacción de un explosivo al ser activado.Cuando se produce una explosión a presión constante ejerciendo únicamente un trabajo de expansión o compresión.

CALOR DE EXPLOSION.

El calor de explosión se expresa en la unidad de kj/kg o kcal./ kg. Y su formula general es:Qe=Qp-QrDónde:

Qe: calor total de explosión liberado. Qp: calor total de formación de los productos componentes. Qr: calor total de formación de los productos finales resultantes.

Por ejemplo, para el caso del más simple agente de voladura, el ANFO convencional 94/6, podemos calcular su calor de explosión utilizando los calores de formación (kcal/mol) y pesos moleculares de sus componentes, que se obtienen de tablas de manuales de física y química, como:

EJEMPLO.

Producto Calor de Formación (kcal/mol) Peso molecular(gr)

Nitrato de amonio NH4NO3 -87,3 80,1

Petróleo diesel 2 CH2 -7,0 14,0

Dióxido de carbono CO2 -94,1 44,0

Agua H20 -57,8 18,0

Nitrógeno N 0,0 14,0

EL BALANCE DE REACCION DEL ANFO:

El balance de reacción del ANFO es:

3NH4NO3 + 1CH2 CO2 + 7H2O + 3N2

(Explosivo) (Productos de reacción) Para poder calcular calor de explosión necesitamos la tabla de calor de explosión y peso molecular (PM). Luego ubicamos la tabla y lo remplazamos los valores de la tabla de calor de explosión.

REACTANTE PRODUCTO3NH4NO3 + 1CH2 CO2 + 7H2O + 3N2

Remplazamos los valores de la tabla.

Calor de los reactantes:

3NH4NO3---3moles(-87.3kcal/mol)=-261.9kcal. CH2------1mol(-7kcal/mol)= -7 kcal. Qr = -268.9 kcal.

Calor de los productos:CO2---------1mol(-94.1kcal/mol) = -94.1 kcal.7H2O----7moles(-57.8kcal/mol) = -406.6kcal.3N2-------3 moles(0) = 0 kcal. Qp = -498.7 kcal.Utilizamos la formula:Qe=Qp-QrQe=-498.7 kcal.-(-268.9 kcal.) =-229.8 kcal.

Como la teoría nos decía que el calor de explosión es

en kcal./ kg.despues calculamos la sumatoria de pesos

moleculares del reactante:∑P.M.

PM =3moles(80.1g/mol)+1mol(14g/mol) = 254.3 g.El calor obtenida se divide entre el numero de gramos de la mezcla para normalizar la reaccion a un gramo o unidad base de peso.

Entonces:

Remplazando tenemos: =-903.7kcal/kg.Por lo tanto: Qe=-903.7 kcal/kg.

BALANCE DE OXIGENO.

Expresado en gramos de oxígeno por 100 g de explosivo, se calcula a partir de la ecuación de reacción química. El balance de oxígeno se expresa como porcentaje de exceso (+) o deficiencia (-) de oxígeno en la mezcla.

TENER EN CUENTA:

A los ingredientes que absorben o necesitan oxigeno se les denomina reductores.

A los entregan a aportan oxigeno se les denomina oxidantes.

ENTONCES: Oxidante (+) Reductor (-)

• Si hay defecto o deficiencia de oxígeno en la reacción explosiva se produce CO2.

• Si hay exceso de oxígeno en la reacción explosiva se producen NO y NO2.

Los explosivos químicos liberan mayor cantidad de energía por unidad de peso si ellos están balanceados en oxigeno produciendo un mínimo de gases tóxicos.

Balance de oxigeno.

• Si los explosivos están compuestos de C, H,O y N; y si existe suficiente oxígeno para reaccionar y formar CO2, H2O y N2, está balanceado en oxígeno, es decir:OB = Oø – 2 CO2 – H2O = 0; también se puede expresar como:

OB = Oø – 2 Cø – ½ Hø = 0;

Dónde: Oø, Cø y Hø representan el No. de atomo-gr por unidad de peso de la mezcla explosiva.La determinación de los atm-gr de cada elemento, servirá para determinar el calor liberado por el explosivo

OB = Oø – (2 Cø + ½ Hø + 3/2 Alø) = 0

OB = Oø – (2 Cø + ½ Hø + ½ Naø + Caø ) = 0

Todo explosivo debe tener como resultante lo siguiente:

Oxidantes + combustibles → CO2 + H2O + N2 Si solamente se trabaja con nitroglicerina o un ANFO que tiene 94.39% de NA y 5.61% de Diesel 2 se obtiene una reacción con balance de oxigeno de cero. 3 (NH4NO3 ) + 1( CH2 ) → CO2 +7H2O + 3N2 Esta es una ecuación ideal

Cuando en una mezcla no hay efecto ni exceso de oxigeno para una mezcla ideal:

Por convención:(Ø): En los reactantes es positivo(Ø): En los productos es negativo

X NH4NO3 + Y CH2 A CO2 + B H2O + C N2 X ( +1 Ø) + Y (-3 Ø) = 0

X – 3Y = 0 ; X = 3Y

Dando valores: Para Y = 1 ; X = 3Reemplazando:3 NH4NO3 + 1 CH2 1 CO2 + 7 H2O + 3 N2

Comprobación por oxígeno:

Oxigeno de los reactantes: 3 NH4NO3 = 9 ØOxígeno de los productos: CO2 + 7 H2O = 9 Ø

GRACIAS POR SU ATENCION