Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Основы теории взрыва и горения - Челышев В.П.
Челышев В.П. Основы теории взрыва и горения — М.: Мин обороны, 1981. — 212 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviteorgor1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 60 >> Следующая

'Г^р^Т,. (7.13)
Определим в качестве примера предвзрывноИ разогрев системы, если известно, что тепловой взрыв происходит при Tg = = 800 к, а энергия активации равна E = Ъг ккал/моль. Подставив эти числа в (7.12), получим йГ= '''^^'''^'^°^^иои.
Соотношения (7.12) и (7.13) позволяют исключить неизвестную величину Ti^из уравнения (7.9). Для этого выполним несколько преобразований.
Поскольку ^=_,i__
следует и8 (7.12), -^= ^\ то
как
Подставив Б (7,9) величины T^p и из (7.13) и (7.14), по-
лучим формулу, характеризующую условїю возбуждения теплового взрыва:
(7.15)
Уравнение (7.15) является критерии воспламенения и связывает между собой кинетические характериотики газовой смеси и физические параметры системы. Этот критерий следует понимать в том смысле, что воопламенение смеси обеспечивается тогда, когда левая часть равенства (7.15) превыиает единицу. Б против-bom случае воспламенение невозможно.
зависимость (7.15) показывает, какие факторы влияют на температуру самовоспламенения, а течнее, на температуру стенок
реакционного сосуда, при которой происходит тепловей вэрнв. К числу таких факторов, как видим, помимо хмнико-кивехвческих констант Z и ?¦ , характеризующих вещество, относятся размеры сосуда I. его конфигурация ( ТА и ^ ), начальная концентрация CLc характеристики экзотермичности реакции и условий тепло-рбмеї^а ( ^ и л) и, наконец, порядок реакции п .
Теория H.H. Семенова явилась качественным скачком в развитии представяений о причтах и критических условиях самовоспламенения. Однако она не позволяет предсказать, какое время требуется для того, что<& система, "обреченная" на взрыв, вспыхнула. Такая задача была решена в 1933 г. О.М. Тодесом, нредложивмим так называемую нестационарную, теорию теплового самовоспламенения.
Пусть, как и ранее, и - скорости теплоприхода и теплоотвода соответственно, причем >Й2 I т.е. вецеетво обя-аательво должно аепыхнута. Вполне очевидно, что рав«)сть^^^-^] должна определять самораэогрев вещества, причем вспывка прои^ аойде* тем раньше, чем эта разность больае.
Поскольку объем сосуда равен V , то общая начальная теплоемкость заключенного в нем вещества
(7.16)
ГДе с теплоемкость I МОЛЯ.
Пренебрегая аффектом выгорания исходной смеси до момента вспывки, можно записать
(7.17)
Подставив в (7.17) величины , ^ из (7.4) и (7.5), получим
rtJiH удобства следующих преобразований введем безраамерную температуру
(7.19)
і . E
Учитывая, что^ = ^ щ j^j^
=jj^-=^7'=^-6',3KcnoHeHTy, содержащуюся if первом члене правой части"уравнения (7.18), можно записать в виде
190
в=-Єп.
левую часть- равенсгва'(7,18) также можно-выразигь через
безразмерную температуру
CiT_ЛГ/ dS" -'di~~W 'dt'
(7.2і)
Подставив (7.20) и (7.21) в (7.18), после несложных преобразований получим
dB dt
В
где
^^^^
(7.^2)
(7.23)
(v.24)-
Нетрудно показать, что величины Ту к tr^ имеюг размерность времени. При этом г; - характеристическое время эффекта теп-лоприхода, а ?¦^ характеризует темп теплиитвода.
Проинтегрируем уравнение (7.22), имея в виду, что в начальный момент времени (= O) температура вещесгва есть и, следовательно, S^= 0:
с te-e
(7.25)
где =
В общем случае интеграл правой части уравнения (7.25) аналитического решения не имеет. Однако его можно получить, если принягь
в этом случае ?ге^ » & ш
J dt =t^/e'^de=-tJ-^
(7.26;
(7.27)
Преобразуя (7.27), несложно получить окончательное выражение
(7.28)
из которого следует, что по мере увеличения времени t температура вещества быстро возрастает и при t ^ стремится к бесконечности.
График уравнения (7.28) приведен на рис. 7.3. Кривая I построена чисто формально, в полном соответствии с формулой (7.28), полученной, как было сказано, без учета выгорания исходной сиеси вплоть до момента вспышки. Кривая 2 функцией (7.28) непосредственно не определяется; она построена из чисто физических соображений, смысл которых сводится к тому, что после воспламенения происходит интенсивное выгорание вещества. В действительности выгоранием вещества нельзя пренебрегать и в начальный период процесса, т.е. до момента воспламенения. Поэтому реальная зависимость 6 (¦^ ) не может иметь разрыва, а максимальная безразмерная температура ?max. должна определяться температурой горения (взрыва) вещества, достигающей, как известно, величины порядка (2 - 4)'10^К. Такой ситуации соответствует кривая 3.
Рис. 7.3. Зависимость безразмерной температуры от времени:
I - расчетная кривая; 2 - кривая, учитывающад выгорание вещества; 3 - реальная функция ^ =5* j
Как следует иа теории теплового взрыва H.H. Семенова,
предвзрывной разогрев равен йТ^р =?-!^=-^,Поэтому безразмерная темпбратура вщ^ , соответствующая размерной температуре Г,^, равна ^^29)"
192
13 Зак. 46
193
Подставив величину Вцр-=- Ib уравнение (7.28), получиы
вреыя, необходимое для достижения критической температуры:
(7.30)
Это время, вообще говоря, меньше времени задержки самовоспламенения, поскольку после достижения критического соотояния (до момента появления пламенных реакций) необходим некоторый дополнительный саморазогрев смеои. Этот дополнительньїй промежуток времени не определен. Однако в первом приближении-можно принять, что время задержки вспышки равно времени достижения максимальной температуры саморазогрева:
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 60 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.