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 .. 228 229 230 231 232 233 < 234 > 235 236 237 238 239 240 .. 394 >> Следующая


Заметим теперь, что в действительности граница раздела между продуктами взрыва и средой, будучи сначала явно выраженной, с течением времени становится все более и более размытой, поскольку за фронтом ударной волны движение будет вихревым; в окрестностях границы раздела возникнет турбулентная область течения газа, которая будет размывать границу раздела. «Диффузия» продуктов взрыва в среду происходит, однако, довольно медленно, и лишь после окончания процесса разлета произойдет полное перемешивание продуктов взрыва со средой.

12.1. Основные физические явления

473

Поэтому для первой стадии разлета мы вправе говорить о наличии границы раздела. Зная предельный объем, можно в первом приближении определить энергию E00, «застрявшую» в продуктах взрыва:

тт PaV°°

Поскольку начальная энергия взрыва (Ен) определяется соотношением

Ен = PoVoQ = MQ,

где M — масса BB, то энергия, перешедшая в среду (в ударную волну), будет

^"*-*-м(в-а5)-

Отсюда Еуд/Ен = 1 - pa{voo/v0)/ ((к - 1)ро<2)- Принимая для типичных BB Q = 1ккал/г, ро = 1,6 г/см3 и учитывая рассчитанные ранее значения V00Zv0, найдем, что при к = 7/5 Еуд/Ен = 0,97, при к = 5/4 Еуд/Ен = 0,91.

Таким образом, подавляющая часть энергии взрыва переходит в среду, окружающую область взрыва. Разумеется, вследствие возрастания энтропии и соответственного уменьшения свободной энергии, в ударную волну переходит значительно меньшая часть энергии взрыва, чем это следует из расчета. Как мы указали выше, часть продуктов взрыва будет до установления состояния равновесия двигаться к центру и уносить около 1/3 энергии взрыва. Следовательно, в основную ударную волну перейдет лишь около 2/3 энергии взрыва. Кроме того, поверхностный слой BB в ряде случае «сгорает» с неполным выделением энергии, поэтому не вся энергия Ен выделяется, что еще более снижает энергию, переходящую в ударную волну.

В том случае, когда продукты взрыва представляют собой идеальный газ, предельный объем вычисляется по формуле V00Zv0 = (р~н/РаУ/к, причем р~н = (к— l)poQ = poD2/2(A + 1). В ударную волну перейдет энергия

E -мо (г р° ((k-i)PoQ\l/k\

Коэффициент перехода энергии в ударную волну будет

Дуд = ! Pa ({k~l)puQ\1/k

Ен {к-l)poQ \ Pa J '

В случае Q = 1ккал/г, ро = 1,6г/см3, к = 7/5 будем иметь Еуд/Ен = 0,94. В случае к = 5/4 Еуд/Ен = 0,86.

Таким образом, вычисления, проведенные для неидеального и идеального газов, практически совпадают.

Перейдем к приблизительной оценке области заметного действия ударной волны при взрыве в воздухе. При ударе продуктов детонации о воздух начальное давление во фронте ударной волны достигает 700-1000 кГ/см2 (см. гл. 11.), причем это давление быстро падает со временем.

Как известно, для ударной волны скорость распространения ее фронта ?)уд и скорость течения газа за фронтом волны иуд связаны соотношением

„ _ 2Яуд Л с2 \

16 - 5492

474

12. Взрыв в воздухе

где с„ — скорость звука в невозмущенном воздухе, 7 — показатель изоэнтропы воздуха. При распространении ударной волны довольно быстро устанавливается такой режим, при котором скорость течения газа в волне почти линейно увеличивается от границы раздела до фронта. Принимая, что при расширении продуктов взрыва скорость фронта волны в (7 +1)/2 раз больше скорости границы раздела, найдем расстояние, пройденное фронтом ударной волны, которое будет меньше, чем действительное, т.е. несколько уменьшим действительные размеры области, занятой ударной волной, так как скорость фронта ударной волны превосходит скорость границы раздела более чем в (7+1)/2 раз. Это уменьшенное расстояние, как очевидно, будет также в (7 + 1)/2 раз больше расстояния, пройденного границей раздела. Длина ударной волны будет в (7 + 1)/2 — 1 = (7— 1)/2 раз меньше этого расстояния. Следовательно, для сферического взрыва объем г>УДОоі занятый ударной волной, при г; = V00, будет определяться соотношением

отсюда, разлагая в ряд и пренебрегая членами 2-го и 3-го порядка малости, получим

иуд ^ - I)^Oo = 0,6V00 я 50Ov0 при 7 = -.

Таким образом, воздушная ударная волна к моменту завершения процесса расширения продуктов взрыва как бы «сидит» на их поверхности в виде относительно тонкого слоя.

Собственной энергией воздуха, находящегося в этом слое, по сравнению с энергией взрыва, перешедшей в ударную волну, можно пренебречь, поскольку энергия взрыва в единице объема равна 427 • 1,6 • 108/(fc — 1) эрг, а энергия воздуха во всем объеме (при Vq = I) равна 500 -106/(7 - 1) эрг.

Таким образом, отношение энергии воздуха к энергии взрыва равно 0,0075. Среднее давление воздуха в ударной волне (если считать всю энергию заторможенной) будет

Pep ^ --= 50кГ/см .

V00

Из сказанного следует, что при сферическом взрыве на расстояниях предельного расширения продуктов от центра взрыва порядка 10-12го среднее давление в ударной волне будет порядка 50 кГ/см2. Дальше давление начнет падать примерно обратно пропорционально квадрату расстояния (р ~ г-2), что на расстоянии 25го дает рУд « 10кГ/см2.
Предыдущая << 1 .. 228 229 230 231 232 233 < 234 > 235 236 237 238 239 240 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.