Zustandsgleichung von Jones-Wilkins-Lee

Die Zustandsgleichung von Jones-Wilkins-Lee wird für den durchreagierten Zustand von Sprengstoffen verwendet.

$p=A \cdot \left( 1 - \frac{\omega}{R_1 \cdot V} \right) \cdot \exp (-R_1 \cdot V) + B \cdot \left( 1 - \frac{\omega}{R_2 \cdot V} \right) \cdot \exp (-R_2 \cdot V) + \frac{\omega \cdot e_0}{V}$

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Es ist $V = ρ e / ρ$ mit $ρ e$ = Dichte des Sprengstoffs und $ρ$ = Dichte der Detonationsprodukte. Die Parameter $A$ , $B$ , $R 1$ , $R 2$ und $ω$ sind Tabellenwerken zu entnehmen (s. Dobratz et al.). Dort sind auch die für den gewählten Sprengstoff notwendigen Angaben zu Anfangsdichte $ρ 0$ , Detonationsgeschwindigkeit $V D$ , Chapman-Jouguet-Druck $P C J$ und der im Sprengstoff enthaltenen chemischen Energie $e 0$ aufgeführt. Die JWL-Zustandsgleichung ist an Versuchsergebnisse einfach anzupassen und wird durch eine Summe $p_S = \sum \phi_i(\nu)$ bei konstanter Energie ermittelt, d.h. die Isentrope ist die Basis für die Zustandsgleichung. Die Isentrope ist dabei eine erste Näherung der Zustandsgleichung bei niederen Drücken.

Beispiele für Parameter der JWL-Zustandsgleichung

TNT

$\rho_0 = 1{,}630\,\mathrm{g/cm}^3$ ; $v_{D} = 6930\,\mathrm{m/s}$ ; $p_{CJ} = 21{,}0\,\mathrm{GPa}$ ; $A = 373{,}8\,\mathrm{GPa}$ ; $B = 3{,}747\,\mathrm{GPa}$ ; $R 1 = 4,15$ ; $R 2 = 0,90$ ; $ω = 0,35$ ; $e_0 = 6{,}00\,\mathrm{GPa}$

Composition B

$\rho_0 = 1{,}717\,\mathrm{g/cm}^3$ ; $v_{D} = 7980\,\mathrm{m/s}$ ; $p_{CJ} = 29{,}5\,\mathrm{GPa}$ ; $A = 524{,}2\,\mathrm{GPa}$ ; $B = 7{,}678\,\mathrm{GPa}$ ; $R 1 = 4,20$ ; $R 2 = 1,10$ ; $ω = 0,35$ ; $e_0 = 8{,}50\,\mathrm{GPa}$

Literatur

B.M.Dobratz, P.C. Crawford: LLNL Explosives Handbook: Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants, University of California; Lawrence Livermore National Laboratory; Report UCRL-5299; Rev.2; 1985

Kategorie: Zustandsgleichung