عنوان پایان‌نامه
مدل های ترمودینامیکی برای محصولات مواد انفجاری در دماها و فشارهای بسیار بالا
- رشته تحصیلی
- شیمی فیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5915;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73202;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5915;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73202
- تاریخ دفاع
- ۲۹ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- فرشته امامی
- استاد راهنما
- علی مقاری
- چکیده
- به دست آوردن معادله حالت برای محصول مواد حاصل از انفجار و یا پیشران ها به دلیل بالا بودن دما (در حد چند هزار کلوین) و فشار (در حد چند گیگا پاسکال) مشکلاتی را در هر دو زمینه تجربی و نظری ایجاد می کند. به همین دلیل برای تعیین معادله حالت، داده های تجربی به مقدار کافی در اختیار نمی باشد. لذا باید از روش محاسباتی برای استخراج چنین معادله ای استفاده کرد.در بخش اول این پژوهش با استفاده از فرمولبندی ترمودینامیک آماری معادله حالتی برای اجزای محصول انفجاری استخراج می شود. ضرایب این معادله حالت شامل پارامترهای تابع انرژی پتانسیل است، که این پارامترها مستقل از شرایط دما و فشار می باشند. این معادله حالت شکل کلی تری نسبت به معادله حالت حاصل از کار جاکوبس، کوپرسویت و زویسلر (که به معادله JCZ معروف است) دارد. به طوری که با اعمال برخی تقریب ها تبدیل به آخرین نسخه از معادله حالت JCZ، یعنی JCZ3 می شود. اشاره می شود که معادله JCZ3 در بسیاری از کارهای قبلی برای این سیستم ها مورد استفاده بوده است. با استفاده از معادله حالت معرفی شده می توان خواص P-V-T اجزای محصول را محاسبه کرد و سپس با بهره گیری از برخی قواعد اختلاط رفتار ترکیب محصول حاصل از انفجار را به دست آورد.در ادامه این پژوهش رفتار ترمودینامیکی محصولات انفجاری با به کارگیری نظریه آماری سیالات تجمعی (SAFT) پیش بینی شده است. در انتها مقایسه بین نتایج حاصل از معادله حالت SAFT و نتایج به دست آمده از معادله حالت معرفی شده در این پژوهش صورت گرفته و برای برخی نمونه هایی که داده های تجربی برای آن ها گزارش شده اند نیز مقایسه انجام گرفته است.
- Abstract
- Many experimental and theoretical problems exist in the way of achieving the equation of state for products of detonation or propellants, i.e. these products have high temperature (thousands of Kelvins) and high pressure (almost up to some Giga Pascal). Therefore, there are not sufficient experimental data available and hence computational methods must be applied to derive such an equation.In the first section of this research, the equation of state for detonation products is derived using statistical thermodynamic. This equation of state contains some parameters, which are independent of temperature and pressure. Our derived equation is more general than the JCZ equation of state, reported by Jacobs-Cowperthwaite-Zwisler. Indeed, the last version of JCZ equation, namely JCZ3, may be obtained using some approximations on our model. We calculated the P-V-T properties for detonation products of some explosive materials using the obtained equation of state, and then by carrying out some mixing rules, the behavior of detonation products are determined.Furthermore, thermodynamic behaviors of detonation products are predicted employing the statistical associating fluids theory (SAFT). We have also compared available experimental data with the results obtained by SAFT equation of state and the results of our new equation of state.
