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)
Ударные и детонационные волны - Селиванов В.В.
Селиванов В.В., Соловьев В.С., Сысоев Н.Н. Ударные и детонационные волны — М.: Изд-во МГУ, 1990. — 256 c.
ISBN 5-211-00975-4
Скачать (прямая ссылка): selivanov.djvu
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 102 >> Следующая

Тепловое излучение сопровождает процесс взрыва КВВ от момента возбуждения детонации до полного вырождения воздушной ¦УВ и остывания ПД за счет механизмов обычной (диффузионной) И лучистой теплопроводности. Для практической оценки парамет-Эров теплового излучения можно воспользоваться частью уравнений (2.64), исключив нз этой системы уравнения электродинамики, &то будет являться весьма точным приближением (погрешность по балансу энергии в области г< (5...10)r0 не более 0,1%). Это связано с малой степенью ионизации н диссоциации воздуха при давлениях порядка Ю2 МПа, а следовательно, с малой степенью элек-
5$
,52
тромагнитных взаимодействий во фронте УВ. В то же время ЭМИ для задач низкотемпературной радиационной газовой динамики может оказывать существенное влияние па перераспределение энергии и теплообмен в веществе начиная с температуры ~8-104К. Действительно, поток энергии за счет газодинамического движения Wr — eu, за счет излучения W~ uc. Несмотря на то что прн температуре —8-Ю4К О-^, в этих условиях для рассматриваемой нерелятивистской задачи W порядка илн больше W,-, так как г>и.
Итак, математическая модель радиационной газодинамики, описывающая тепловое излучение при взрыве заряда КВВ, задается следующей системой уравнений;
1) ± +Vi(pH')«0; 2)?(ра'-) + у/(П'')>0;
3ji(p- + ef:) + v/p('+^+^) + ^
= 0;
д! с
4) й'-^ = M^p-U 5) W = J dvJQ/wdQ;
(2.65)
6) р = p(?t е); = *„(v, р, е).
Трудности, возникающие при решении многомерного уравнения переноса излучения (4) в системе (2.65), придают особую ценность различным приближениям. Хотя система (2.65) может •быть решена с использованием методов численного анализа, однако для проведения первоначальных оценок параметров ЭМИ возможны некоторые упрощения. В рассматриваемом случае длина свободного пробега фотонов во много меньше характерных размеров задачи г (tv/r<^\, где lv—l/y.v). Тогда справедливо приблн-.жение лучистой теплопроводности и
W:
I6a/r3/3)grad Т,
тде а — постоянная Стефана—Больцмана; / пробега по Росселанду, или росселандов пробег;
(2.66)
длина свободного
Г dU.,a
l{Ttt) = \ /,(v, Г, f,) -^-d,
о
?dU.„
dT
dT
Здесь спектральная плотиость равновесного излучения Uyp определена формулой Планка:
Uvp=Bntivy{c*[exp(hv/kT)]—\}.
Перенос энергии в этом случае осуществляется за счет механизма лучистой теплопроводности и для определения потока эиер-
54
гии излучения W нет необходимости в решении существенно усложняющего расчет уравнения переноса. Следовательно, из системы (2.65) можно исключить уравнения 4) и 5), заменив их простым соотношением (2.66). Полученная система уравнений по структуре будет аналогична системе уравнений газодинамики с нелинейной теплопроводностью, а для ее численного решения можно применять алгоритмы, используемые для расчета задач газовой динамики с теплопроводностью. Для более детального анализа процесса излучения при взрыве КВВ необходимо решение полной системы уравнений (2.65).
Параметры воздушной УВ, образующейся при взрыве КВВ (pmax^IO2 МПа), и ее интенсивное затухание в ближней зоне вследствие цилиндрической или сферической дивергенции дают основание считать УВ ионизующей лишь на расстоянии от центра взрыва г< (5.,Л0)г0. Проведем некоторые оценки, считая в первом приближении плазму полностью ионизированной, хотя на самом деле процессы ионизации всех компонентов воздуха заканчиваются прн температурах порядка 106 К. В этом случае плазма состоит только нз однлх электронов н положительных ионов. Масса ноиов т2 во много раз больше массы электронов т\. Пусть плазма приближенно нейтральна, т. е. pe=pPi + pe2=:eiVi + e2V2— ^0, где е{ и v; — заряд и количество частиц ?-го компонента плазмы. Считая ионы однозарядными (е2 — —?j), получим vj^v2, т. е. число электронов в единице объема приблизительно равно числу ионов. Тогда массовая плотность ионов будет во много раз больше МаССОВОЙ плотности электронов (p2 = m2V23>mlvi=P3) и плотность плазмы будет приближенно равна плотности иоиов p~pi+ -Ьр2 — Р2- Из соотношения для скоростей диффузии w< имеем P\w\ + p2W2 —0 и |ш| j^i&^j. В данном случае ток проводимости i=pelWi +рР2^2 ^pei&'i и определяется скоростью диффузии электронов. Для плазмы, состоящей из п компонентов, т. е. для частично ионизированной плазмы, выражение для тока гораздо сложнее. Очевидно, что с убыванием давления на фронте УВ резко уменьшается число электроиов vi, заряд pei и соответственно ток проводимости i, а процесс взаимодействия индуцированного электромагнитного поля с внешним магнитным полем практически прекращается.
При решении задачи электромагнитной газодинамики излучение можно учесть простейшим образом, используя соотношение (2.66), однако в первом приближении можно вообще пренебречь величиной W> в законе сохранения энергии. Тогда уравнения (2.64) примут вид
1) jt +Vf<P"') =0; 2) ? И') + У/(П'')-**~0;
з>йН?)+*Ие+т+?)
55
4)VXH = ^; VXE —^; 5) +V//'-0; (2.67)
6) /' = 0[?Ч-^(цХН)1+рУ; 7) p=*p[v,e).
Успешное моделирование задач взрыва КВВ с учетом процессов электромагнитного излучения и движения электропроводящего газа в магнитном поле Земли возможно лишь при разработке численных алгоритмов на основе физического анализа получаемых данных, тщательного выбора и корректировки математической модели, экспериментальной проверки опорных результатов решения. Поэтому очевидным развитием изложенной общей модели процесса является поэтапный его анализ, а также проведение экспериментальных исследований полей электромагнитного излучения взрыва.
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 102 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.