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 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 102 >> Следующая

Время установления полного термодинамического равновесия по фронте ВУВ, а следовательно, и ширина фронта определяются наиболее медленным из релаксационных процессов. При этом следует принимать во внимание только те процессы, которые приводят к возбуждению степеней свободы, дающих заметный вклад в теплоемкость при конечных параметрах газа. Если тт — иаи-
¦64
большее время релаксации, а и\ — скорость движения газа за фронтом относительно фронта, то ширина фронта Длг~Ы[Тт=з = О(р0/р1)Тт, где D — скорость движения передней границы фронта ВУВ. Отметим, что те процессы, которые прн некоторой амплитуде волны были медленными и определяли ширину фронта, при большей интенсивности могут становиться быстрыми, а ширину фронта будут определять другие процессы. Например, при температурах порядка (4000...8000) К в двухатомном газе достижение термодинамического равновесия в основном затягивается из-за медленной диссоциации молекул (колебания возбуждаются сравнительно быстро, а ионизация еще незначительна). При температурах порядка 2000 К для диссоциации достаточно небольшого числа соударений молекул и ширина фронта определяется скоростью первой ионизации. Благодаря различию во временах релаксации для возбуждения различных степеней свободы каждый из релаксационных процессов можно изучать отдельно, выделяя его из остальных и предполагая, что в легко возбуждаемых степенях свободы равновесие существует в каждый момент времени, а более медленные релаксационные процессы вообще отсутствуют иа протяжении рассматриваемых времен. Наиболее медленные процессы установления равновесия связаны с диссоциацией молекул на атомы, с ионизацией атомов и молекул н с электронным возбуждением. В смесях газов, а также в чистых газах при достаточно высоких температурах различные процессы релаксации начинают перекрываться. Например, в воздухе время колебательной релаксации молекул азота N2 имеет тот же порядок, что и время установления равновесной диссоциации молекул кислорода 0Е, т. е. во фронте сильной УВ в газе наряду с ионами могут существовать атомы и молекулы.
Диссоциация двухатомных молекул происходит обычно прн соударении достаточно энергичных частиц по схеме А2 + Мч* =рьА+.А-ЬМ, где М — какая-либо частица. В однородном двухатомном газе частицей М может быть либо молекула А2, либо атом А. Обратный процесс ведет к рекомбинации атомов в Тройных столкновениях, третья частица М берет на себя часть выделяющейся при этом энергии связи. Процессы диссоциации во фронте ВУВ можно описать следующими элементарными уравнениями:
Оа + М + 5,1 эВ ч=ь О + О + М, N, + М + 9,8 эВ N + N + М,
NO + М + 6,5 эВ ^ N + О + М, где kt и — константы скоростей прямых н обратных реакций.
Заметную роль в диссоциации кислорода в воздухе могут играть столкновения 02—n2. Диссоциация молекулы при столкновении с другой частицей может произойти только в том случае, если энергия сталкивающихся частиц превышает энергию диссоциации. При температурах за фронтом ВУВ порядка (3000..7000) К диссоциация является наиболее медленным релаксационным процессом (колебания молекул возбуждаются сравнительно быстро, а ионизация еще незначительна), а время этого процесса определяет уширенне фроита волны.
При нагревании воздуха до температуры в несколько тысяч градусов в нем протекают химические реакции, в результате которых образуется довольно значительное количество окиси азота NO:
Ot-N2 + 3,3 эВ^\тО + М,
N + 02—1,4эВ^\тО + 0,
N-2 + 02 -И, 9 э В N О + N О.
Кроме реакций окисления азота, во фронте воздушной УВ протекает реакция образования двуокиси азота из окиси:
2NO-02 = 2N02+107,2 кДж/моль.
Эта реакция экзотермическая, поэтому чем ниже температура, тем более сдвинуто равновесие в сторону окисления окиси [65].
При увеличении скорости УВ в воздухе наряду с процессами колебательной релаксации, диссоциацией и химическими превращениями происходит термическая ионизация. В практически интересном интервале скоростей ВУВ О<9000 м/с ионизация практически не влияет на процесс установления химического равновесия в воздухе [1411 Поэтому кинетику диссоциации и химических превращений за фронтом ВУВ можно рассчитывать, не принимая во внимание процессы ионизации. В этом же приближении кинетику термической ионизации можно изучать, предполагая, что в каждой точке неравновесной зоны за фронтом ВУВ известен состав воздуха, который определяется без учета ионизации. Все элементарные процессы возбуждения и ионизации можно подразделить на две категории; возбуждение и ионизация (молекул, ионов) при соударении частиц и фотопроцессы, в которых роль одной из частиц играет световой квант. В первом случае следует различать ионизацию электронным ударом и неупругие столкновения тяжелых частиц. Согласно такой классификации основные реакции ионизации можно записать в следующей символической форме;
A~j-e=A+-he + e; A-f В = А++ В + A + Av = A+ + e,
где А и В — тяжелые частицы; е — электроны. Использоваться могут не только пребывающие в основном состоянии, но и возбужденные атомы, поэтому к данному списку реакций следует добавить реакции:
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 102 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.