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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}

Es ist V = ρe / ρ mit ρe = Dichte des Sprengstoffs und ρ = Dichte der Detonationsprodukte. Die Parameter A, B, R1, R2 und ω sind Tabellenwerken zu entnehmen (s. Dobratz et al.). Dort sind auch die für den gewählten Sprengstoff notwendigen Angaben zu Anfangsdichte ρ0, Detonationsgeschwindigkeit VD, Chapman-Jouguet-Druck PCJ und der im Sprengstoff enthaltenen chemischen Energie e0 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}; R1 = 4,15; R2 = 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}; R1 = 4,20; R2 = 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
 
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