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)
Физика взрыва - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 832 c.
ISBN 5-9221-0219-2
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzr2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 139 140 141 142 143 144 < 145 > 146 147 148 149 150 151 .. 394 >> Следующая


Результаты экспериментов пока-

Таблица 9.2

Влияние начальной температуры на D —

скорость детонации газов

зывают, что скорость детонации слабо зависит от начальной температуры газовой смеси , незначительно уменьшаясь при увеличении температуры при постоянном давлении, что видно из табл. 9.2 [9.11].

При увеличении начального давления (плотности газовой смеси) скорость детонации несколько возрастает — наиболее заметно при низких давлениях и медленно — при повышенных давлениях. По данным М. А. Кука, в интервале давлений ~ 0,01... 10 МПа зависимость скорости детонации от давления для некоторых смесей имеет вид

Начальная температура,
с
2H2 + O2
CH4 + 3O2

D, м/с
D, м/с

10 100
2821 2790
2581 2538

Dp = DP0+?lg(j-y

(9.1)

где Dp и Dp0 — скорости детонации при р и ро соответственно, ? — коэффициент, численно равный приросту скорости детонации при десятикратном увеличении давления. Значения постоянных для некоторых смесей приведены в табл. 9.3 [9.12]. Одномерная гидродинамическая модель детонации удовлетворительно объясняет приведенные экспериментальные факты, но дает немного завышенные (на 1-2%)

9.1. Распространение детонации в газообразных взрывчатых смесях

297

Таблица 9.3

Константы уравнения (9.1) для некоторых газовых смесей

Смесь
Po, 105 Па
Dp0 м/с
?
м/с
Смесь
Po, 105 Па
Dp0 м/с
? м/с

4H2 + O2
0,7
3220
325
2H2+ O2+ 2N2
0,7
2220
50

3H2+ O2
0,7
3100
250
3C2H2+ O2
1,05
2520
0

2H2+ O2
0,7
2850
160
2C2H2+ O2
1,05
2660
45

H2+ O2
0,7
2300
100
C2H2+ O2
1,05
2920
160

H2+ 2O2
0,7
1920
10
C2H2+ 3O2
1,05
2720
150

2H2+ O2+ N2
0,7
2420
60





значения скорости детонации по сравнению с полученными в экспериментах с легко детонирующими смесями в гладкостенных трубах. Это различие обусловлено потерями энергии и импульса из зоны химической реакции вследствие теплоотдачи в стенки трубы и трения в погранслое, а также энергетическими потерями вследствие турбулентных пульсаций, незавершенности химических реакций и фазовых переходов. Охлаждающее действие стенок трубы не характерно для детонации — для заметного снижения температуры реагирующей среды вследствие теплоотвода в стенки трубы требуется достаточно много времени.

Возникающий в продуктах детонации на границе с трубой погранслой тормозит периферийные участки фронта, что приводит к образованию искривленного детонационного фронта, обращенного выпуклостью в сторону распространения детонационной волны. Фею [9.14] для стехиометрических смесей 2H2 4- O2 удалось получить приближенное выражение для относительного уменьшения скорости детонации

AD „ 6*

где: d — диаметр трубы, S* — толщина вытеснения погранслоя. Следует обратить внимание на схожесть этой формулы с формулой Эйринга для зависимости скорости детонации в твердых BB от диаметра заряда.

Если газообразная взрывчатая смесь ограничена трубой (например, бумажной), не препятствующей распространению волны разрежения в зону химической реакции, то снижение скорости реакции может произойти в результате охлаждения реагирующей смеси в боковой волне разрежения. Охлаждающее действие волны разрежения будет проявляться, если время ее распространения до оси трубы по порядку величины будет меньше времени реакции тр: d/(2c) ^ тр, где: с — скорость звука в ударно сжатом газе.

Теория одномерной детонации с потерями разработана Я. Б. Зельдовичем [9.1]. Согласно этой теории, при наличии энергетических потерь в зоне химической реакции, условие Чепмена-Жуге достигается, когда скорость потерь уравновешивается скоростью тепловыделения в ходе реакции. При этом относительное уменьшение скорости детонации, по сравнению со скоростью детонации без потерь, равно

AD D

~DKTp-d

тР-. (9.2)

При достаточно большом снижении скорости детонации, баланс между тепловыделением и теплопотерями становится невозможным, что исключает стационарный

298

9. Распространение детонации

1

2

3

4

5 6 78 10 12

Рис. 9.2. Схема течения при многофронтовой детонации в системе координат, связанной с поперечной волной: AOA' — первичная волна, ВС — поперечная волна, АО — маховская (пересжатая) детонационная волна. Зона реакции показана штриховкой

режим распространения детонации. Предельное снижение скорости детонации

где: Т„ — температура в плоскости Чепмена-Жуге при идеальной детонации, Е— энергия активации, R — универсальная газовая постоянная.

Экспериментальные и теоретические исследования [9.3] показали, что плоский детонационный фронт с одномерной зоной химической реакции позади него неустойчив, по-видимому, для всех газовых смесей. Анализируя возмущенное состояние ударно-сжатого и реагирующего по механизму теплового взрыва газа, К. И. Щелкин получил следующий критерий неустойчивости плоской детонационной волны [9.3]

где Т\ и pi — температура и давление в зоне реакции, р2 — давление в продуктах реакции, 7 — показатель адиабаты. При выводе этого соотношения предполагалось, что после ударного сжатия, в течение времени задержки тр, скорость реакции равна нулю, давление и температура остаются постоянными (состояние 1), а по истечению этого времени реакция происходит мгновенно и скачком достигается конечное состояние 2. Известны более точные выражения для критерия неустойчивости [9.2, 9.5]. Хотя энергия активации E при высоких температурах известна недостаточно точно, но почти все взрывчатые смеси газов характеризуются значениями комплекса, большим единицы, что означает неустойчивость плоского детонационного фронта.
Предыдущая << 1 .. 139 140 141 142 143 144 < 145 > 146 147 148 149 150 151 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.