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 .. 246 247 248 249 250 251 < 252 > 253 254 255 256 257 258 .. 394 >> Следующая


12.5. Газовый взрыв

517

В смесях, близких по составу к стехиометрическим, продукты взрыва можно представить в виде смеси двух газов: продуктов взрыва стехиометрической смеси и не прореагировавшего воздуха — в бедных смесях (при 8 < 6at); продуктов взрыва стехиометрической смеси и не прореагировавшего горючего — в богатых смесях (при 8 > 8st)- Считая указанные газы совершенными, нетрудно получить выражение для показателя адиабаты ПД смеси произвольного состава

1st <

1 + ~ S Pst 1st - 1 lok

__8 Цок lok - 1 1st

Ost - 8 ?Bt 1st - 1

1 +

1 +

S Цок lok - 1

8 - 6st pst 7«t - 1 lfi 1 - 8 pfi ifi - 1 7gt

1 +

O - 68t Pst 1st - 1 1-6 PfI IfI - 1

при

при

8 ?8,

8t і

8>6,

St-

Учитывая условность сделанного допущения, последнее выражение можно переписать в виде

7 = 7«t <

6 + {6st -8) а 8+(8л-8)Ь' (l-8) + (S-8st)c {l-8) + {8-8st)d'

при

8^8,

st,

(12.94)

при 8 > 8at,

где а, b,c,d — константы, определяемые по результатам термодинамических расчетов. Для ацетилено-воздушных смесей а = 0,67; b = 0,57; с = 2,4; d = 1,9.

Соотношения (12.93), (12.94) достаточно хорошо описывают результаты термодинамических расчетов. Максимальные ошибки наблюдаются в очень богатых составах и не превосходят по величине (7 — 1) — 5 %, а по Qsm — Ю %¦

Термодинамические расчеты показывают, что введенная теплота взрыва на единицу массы горючего в смеси стехиометрического состава Qf8 близка к стандартной теплоте сгорания горючего, поэтому в первом приближении удельную теплоту взрыва смеси Qam можно определить по указанной величине с помощью зависимости (12.93), а средний показатель адиабаты ПД рассчитать по формуле (12.92), используя известную (например, из экспериментов) скорость детонации смеси.

Параметры на фронте ДВ, рассчитанные по зависимостям (12.91), являются граничными условиями при решении задачи о распределении параметров за фронтом стационарной детонации. Автомодельная задача о распределении параметров за фронтом одномерной ДВ в совершенном газе имеет аналитическое решение лишь в плоском случае [12.38] . Для волн сферической и цилиндрической симметрии получены численные решения с использованием различных уравнений состояния ПД [12.19], [12.39]-[12.41]. Представляет интерес получение аналитических зависимостей для автомодельного распределения параметров за фронтом ДВ различного вида симметрии, подчиняющихся уравнению состояния совершенного газа.

Задача об одномерной стационарной детонации описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений [12.39], которую можно привести к виду

518

12. Взрыв в воздухе

XD — и du

2 de

'XD-

с dX 7 — 1 dX'

u\2 \ du _ Nu ~~) "JdA-X'

(12.95)

где Л = r/(Dt) — автомодельная переменная, равная относительному радиусу за фронтом ДВ. В плоском случае (N = 0) из второго уравнения системы (12.95) следует с = AjD — и. При этом из первого уравнения вытекает известное решение для плоской ДВ

U = U-I

7-1

(С2 - С) ,

где индекс 2 относится к параметрам на фронте ДВ.

На границе с центральной областью покоя и = 0 и для скорости звука в ней получаем

7-1

C3 = C2---—«2 •

Так как границей области покоя ПД является линия слабого разрыва, то с учетом детонационных параметров (12.91) для координаты стационарной зоны в плоской ДВ можно записать

Здесь индекс 3 относится к параметрам границы области покоя. Так как величина, стоящая в скобках, мало отличается от единицы, то Аз и 0,5 (сз и D/2).

В плоской ДВ комплекс / = (XD — и) /с в системе (12.95) равен единице и не зависит от свойств ПД, т.е. от показателя адиабаты. Анализ результатов численного решения задачи для дивергентных случаев с показателем адиабаты ПД в диапазоне 7 = 1,1...3 показывает, что функция / (и) также практически не зависит от значения 7 и слабо отличается от единицы. Вид этой функции для различных типов симметрии (N = 0, 1, 2) представлен на рис. 12.23.

В этом случае не представляет труда проинтегрировать первое уравнение системы (12.95) в пределах от фронта ДВ до границы области покоя, вычисляя интеграл / / (и) du графически, и получить выражение для скорости звука в области стационарных параметров

0 0,5 и/и2 1

Рис. 12.23. Вид функции f(u) для одномерных детонационных волн: l — N^O, 2 — JV = I, 3 — JV = 2

C3=C2-

7-1

(12.96)

Среднее значение функции / в цилиндрическом и сферическом случаях равно 1,105 и 1,174 соответственно и для любого типа симметрии хорошо описывается зависимостью

-j _ 6N + 15 * ~ 4N + 15'

12.5. Газовый взрыв

519

Тогда для координаты центральной области покоя в общем случае можно записать

C3 1 /

= d = d[c2

Так как / мало отличается от единицы то и в дивергентных случаях размер области покоя в ДВ A3 « 0,5 (с3 « d/2).

Если введенная функция f(u) не зависит от показателя адиабаты 7, то из второго уравнения системы (12.95) следует, что распределение массовой скорости в ДВ также не зависит от свойств ПД и может быть представлено в виде
Предыдущая << 1 .. 246 247 248 249 250 251 < 252 > 253 254 255 256 257 258 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.