Poboljšani model neidealne detonacije gospodarskih eksploziva

Naziv projekta: Poboljšani model neidealne detonacije gospodarskih eksploziva                                     HRZZ logo 4 color PNG                                           
Izvor financiranja: Hrvatska zaklada za znanost
Akronim: NEIDEMO
Voditelj: Muhamed Sućeska
Trajanje: 01.01.2020 - 31.12.2023
Vrijednost: 882.000,00 Kn
Šifra projekta: IP-2019-04-1618
Status: U tijeku


📜Sažetak i ciljevi projekta

Detonacijska svojstva većine brizantnih vojnih eksploziva mogu se pouzdano predvidjeti primjenom Chapman-Jouguet i Zeldovich-von Neumann-Doering-ove hidrodinamičke teorije detonacije. Međutim, ponašanje gospodarskih eksploziva uvelike odstupa od spomenutih teorija. Naime, zbog znatno dužeg vremena trajanja reakcija kod ovih eksploziva, zona kemijskih reakcija je šira a radijalna ekspanzija produkata je značajna. Rezultat toga je znatno manja vrijednost detonacijske brzine u odnosu na teorijski izračunatu, te izražena ovisnost detonacijskih parametara o promjeru naboja i prisustvu i karakteristikama obloge naboja. Takav oblik detonacije (tzv. „neidealna detonacija“) je složen interdisciplinarni problem koji se opisuje Euler-ovim jednadžbama toka, nadopunjenim jednadžbama za brzinu kemijskih reakcija, te jednadžbama stanja produkata i neizreagiranog eksploziva. Predloženo je nekoliko modela neidealne detonacije, no zbog složenosti problema još uvijek ne postoji dovoljno točan i općeprihvaćeni model primjenjiv na gospodarske eksplozive.

Cilj je ovog istraživanja razviti poboljšani model neidealne detonacije koji se temelji na Wood i Kirkwood-ovoj teoriji blago divergentnog toka, sparenoj s termokemijskim računalnim kodom. Glavni istraživački zadaci su: a) prikupiti dovoljan broj eksperimentalnih podataka o detonacijskim svojstvima gospodarskih eksploziva i parametrima koji utječu na detonacijska svojstva, b) razviti poboljšani model brzine reakcija te c) razviti model za opisivanje utjecaja obloge naboja na detonacijska svojstva. Istraživanja će doprinijeti boljem razumijevanju fenomena neidealne detonacije, poglavito razumijevanju procesa u zoni kemijskih reakcija, te utjecaju pojedinih parametara na detonacijska svojstva. Osim toga razvit će se računalni alati koji će omogućiti pouzdanije predviđanje radne sposobnosti gospodarskih eksploziva i doprinijeti razumijevanju interakcije eksploziv/stijena, te pomoći pri izboru eksploziva za zadane geotehničke uvjete.


👥 Članovi tima

 

Voditelj projekta Prof.dr.sc. Muhamed Sućeska, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Sveučilište u Zagrebu

CROSBI: https://www.bib.irb.hr/pregled/znanstvenici/186903
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=ERl7660AAAAJ&hl=en

MS


Izv.Prof. dr.sc. Mario Dobrilović, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Sveučilište u Zagrebu

CROSBI: https://bib.irb.hr/lista-radova?autor=235290
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=b8SMEr0AAAAJ&hl=en&oi=ao

MD


Doc.dr.sc. Vječislav Bohanek, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Sveučilište u Zagrebu

CROSBI: https://bib.irb.hr/lista-radova?autor=285883
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=5sgGHikAAAAJ&hl=en&oi=ao

VB


Doc.dr.sc. Vinko Škrlec, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Sveučilište u Zagrebu

CROSBI: https://bib.irb.hr/lista-radova?autor=313755
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=biu9SMQAAAAJ&hl=en&oi=ao

VŠ


Stručni suradnik dr. sc. Siniša Stanković, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Sveučilište u Zagrebu

CROSBI: https://bib.irb.hr/lista-radova?autor=356325


Asistentica Barbara Štimac, Rudarsko-geološko-naftni fakultet, Sveučilište u Zagrebu

CROSBI:https://www.bib.irb.hr/
Google Scholar: https://scholar.google.com/citations?user=0Qp51YUAAAAJ&hl=en&oi=ao

BŠ


Profesor Martin Braithwaite, Cambridge University, Cambridge, UK

Web: https://www.lsc.phy.cam.ac.uk/directory/braithwaite

MB


Profesor Thomas Klapotke, Ludwig-Maximillian University, Munich, Gewrmany

Web: https://www.hedm.cup.uni-muenchen.de/personen/professors/klapoetke/index.html

TK


Dr Miloslav Krupka, OZM Research, Pardubice, Czech Republic

Web: http://www.ozm.cz/en/ozm-team/

MK


Dr Chan Hay Yee, Serene, Nanyang Technological University, Singapore

Web: https://enri.ntu.edu.sg/Research/ResearchStaff/Pages/Home.aspx

CHY


📓 Publikacije

Radovi na konferencijama

Radovi u časopisima

  • Štimac, Barbara; Hay Yee Serene Chan, Kunzel, Martin; Sućeska, Muhamed, Numerical Modelling of Detonation Reaction Zone of Nitromethane by EXPLO5 and Wood and Kirkwood Theory // Central European Journal of Energetic Materials, 2020, 17(2); 239-261; DOI 10.22211/cejem/124193
  • B. Stimac, V. Bohanek, M. Dobrilovic, M. Suceska, Prediction of Gurney velocity based on EXPLO5 code calculation results, Proceedings of the 23rd Seminar on New Trends in Researchof Energetic Materials (NTREM), University of Pardubice, Faculty of Chemical Technology Institute of Energetic Materials, Pardubice, April 1–3, 2020, p.705-716.
  • B. Stimac, Chan Hay Yee Serene, M. Künzel, M. Suceska, Numerical modeling of detonation reaction zone of nitromethane by EXPLO5 code and Wood and Kirkwood theory, Central European Journal of Energetic Materials 17(2), 2020, 239-261.
  • M. Suceska, Chan Hay Yee Serene, Z. Qingling, M. Dobrilovic, B. Stimac, Prediction of cylinder wall velocity profiles for ANFO explosives combining thermochemical calculation, Gurney model, and hydro-code, Propellants Explos. Pyrotech. 2020, 45, 1–10
  • B. Stimac, V. Skrlec, M. Dobrilovic, M. Suceska, Numerical modelling of non-ideal detonation in ANFO explosives applying Wood-Kirkwood theory coupled with EXPLO5 thermochemical code, Defence technologies (2020)/ u tisku
  • M. Suceska, M. Dobrilovic, V. Bohanek, B. Stimac, Estimation of explosive energy output by EXPLO5 thermochemical code, Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (ZAAC) (2020) / u tisku

📝 Novosti
  • Barbara Štimac je sudjelovala 20. i 21. veljače 2020. na Susretu mladih kemijskih inženjera u organizaciji Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Sveučilišta u Zagrebu, gdje je prezentirala rad pod naslovom „Različiti utjecaji na koncentracije štetnih plinovitih produkata detonacije ANFO eksploziva“.

BŠ-novosti

  • U razdoblju od 03.07 do 14.07.2020, na lokaciji Ljubešćica, obavljena su prva terenska ispitivanja ANFO eksploziva u sklopu projekta NEIDEMO. Ispitivanje su obavljena na 20-ak eksplozivnih naboja s PVC oblogom.Promjeri naboja kretali su se od 50 do 160 mm, a cilj je ispitivanj utvrđivanje utjecaja promjera naboja na brzinu detonacije i na uspostavu stacionarne detonacije.
    Dobiveni rezultati biti će od velike važnosti za početno kalibriranje parametara modela neidealne detonacije koji se razvija u sklopu projekta

BŠ-novosti

  • U razdoblju od 10.11 do 21.12.2020, na lokaciji Ljubešćica, obavljen je drugi set terenskih ispitivanja u sklopu projekta NEIDEMO. Provedena ispitivanja utjecaja radijusa zakrivljenosti o promjeru naboja ANFO eksploziva s PVC oblogom. Pripremljeno je 11 eksplozivnih naboja u rasponu promjera od 75 mm do 160 mm. Dobiveni rezultati biti će od velike važnosti za početno kalibriranje parametara modela neidealne detonacije koji se razvija u sklopu projekta.

20200104 1