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 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 102 >> Следующая

3. Стадия саморазогрева в процессе зажигания имеет значительно меньшую продолжительность. Однако, учитывая, что в первой стадии процесса вещество практически не разлагается, при расчете продолжительности второй стадии можно рассматривать реакцию нулевого порядка, пренебрегая разложением вещества в ходе реакции. Математически это приводит к решению лишь уравнения теплового баланса (3.17) без учета уравнения химической кинетики (второе уравнение системы (3.17)).
Задача расчета характеристик процесса зажигания в этом случае при f(x, г_) = 0 (предполагается, что объемные источники тепла вещества, кроме химических, отсутствуют) имеет вид
*L _в ?Г + ± k0 ехр (-Я/ДГ). (3.18)
dt дх3 с?
где a==V(cP) — коэффициент температуропроводности.
Для нахождения температурного поля внутри вещества и определения характеристик зажигания необходимо также задать начальное распределение температуры и закон взаимодействия между окружаемой средой и поверхностью вещества (граничное условие). При этом иа границе могут быть заданы температура (граничные условия первого рода), плотность теплового потока,, т. е. производная от температуры по нормали к поверхности (граничное условие второго рода), или соотношение, связывающее значение температуры с величиной теплового потока (граничное условие третьего рода). Последнее граничное условие обычно-характеризует закон конвективного теплообмена между поверхностью вещества и окружающей средой при постоянном тепловом потоке, который принимается пропорциональным разности температур границы и окружающей среды.
дт = Я(Г„-П, (3.10)
— к
дх
=0
где Jo — температура окружающей среды; а — коэффициент теплоотдачи.
При рассмотрении задачи о теплообмене двух нли более сред с различными теплофнзическими свойствами для учета изменения их состояния во время процесса приравнивают температуру н тепловые потоки на границе раздела сред
т I т I ¦ > dTl - dTi
дх
дх ,
О-20>
Условия (3.20) называют граничными условиями четвертого рода (условиями сопряжения).
Отмеченные выше особенности протекания процесса зажигания позволили при рассмотрении широкого круга задач получить аналитические выражения для определения времени задержки зажигания при различных условиях теплообмена на поверхности. Не останавливаясь подробно на каждом из приближенных методов, отметим только, что в основе их лежит, как правило, аналитическое решение нестационарного уравнения теплопроводности для химически инертного тела, к которому добавляется условие,, учитывающее кинетические параметры самой химической реакции. Наиболее общим является метод критического условия, базирующийся иа рассмотрении интегрального [2] теплового баланса в зоне химической реакции:
Qum = Q-b(T3)'Xa'^q(x3, t3).
Здесь индекс «з» характеризует параметры в зоне химической реакции. Последнее выражение имеет следующий физический
15а
152
смысл: зажигание наступает, когда скорость тепловыделения в зоне химической реакции QxirM начинает превышать скорость тепло-•отвода q(x3) из этой зоны. Учитывая, что в данном методе рассматривается стадия прогрева, температуру зажигания можно ¦определить нз решения для химически инертного тела
(3,21)
где Гтзх — наибольшая температура химически инертного вещества.
Критическое условие зажигания имеет вид
q (х) = QkQ J exp
о
E
HT(x, t3)
dx.
(3.22)
Решение системы уравнений (3.21) и (3.22) позволяет рассчитать температуру зажигания Г3, а через них и другие характеристики процесса.
В случае, если отсутствуют объемные источники тепла не химической природы или их мощность мала (f(x, /J~0 в первом уравнении системы (3.17)), т. е. наибольшая температура находится на поверхности вещества (хт = 0), из (3,22) можно полупить
д1 = )Щ
ВТ
ехр
— Е
Л Г,
Г8=Г(0, t3).
(3.23)
Система (3.23) для определения параметров Тя и t3 является .замкнутой, поскольку связь между q3 и U (нли q3 н Т3) задается граничными условиями задачи.
В частности, решение уравнения (3.18) прн граничных условиях первого н второго рода соответственно приводит к следующим ^выражениям для времени задержки зажигания:
вт\
(3-24)
Здесь Гц — начальная температура вещества; *ад — адиабатический период индукции прн температуре зажигания.
Соответствующие кривые ta(Ta), рассчитанные для гексогена и ТНТ, представлены на рис. 3.14. Как следует нз рисунка, время задержки зажигания в случае разогрева до равных температур для ТНТ примерно на порядок выше по сравнению с гексогеном. Из выражения (3.24) также следует, что в диапазоне температур (700...900) К время задержки зажигания иа два порядка больше ¦адиабатического периода индукции при температуре зажигания.
Рнс 3,14. Зависимость времени задержки вспышки от температуры зажигания; /, 2— гексоген; 3, 4—ТНТ; 1, 3—зажжение при граничных условиях I рода; 2,4—зажжение при граничных условиях [I рода
В обобщенном виде при поверхностном иагреве вещества в отсутствие объемных источников тепла иехимической природы связь между временем задержки зажигания t3 и температурой зажигания можно записать в виде
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 102 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.