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 .. 274 275 276 277 278 279 < 280 > 281 282 283 284 285 286 .. 394 >> Следующая

Взрыв в режиме догорания за фронтом инициирующей УВ. При возбуждении детонации в газовой смеси взрывом заряда конденсированного BB [12.37] на начальном участке до выхода волны на детонационный режим процесс протекает в нестационарном режиме догорания смеси за фронтом инициирующей УВ. Если начальный нестационарный участок распространения волны превышает радиус заряда, то время сгорания смеси будет оказывать влияние на параметры воздушной УВ.

Сферически симметричные течения газовой среды, сопровождающиеся процессами энерговыделения, описываются одномерной системой гиперболических уравнений [12.62]

dp dp ди 2ир _ р dt U дг Р дг г '

du du 1 др „„.„,

dt от рог рг at

Здесь Qsm — удельная теплота сгорания смеси; ? — массовая концентрация в смеси непрореагировавшего компонента.

Система (12.171) замыкается уравнением кинетики химической реакции и уравнением состояния, которое, как и прежде для газовых смесей, может быть взято в виде уравнения состояния совершенного газа

E=J-Z-t-. (12.172)

(7-1)/9

Уравнение кинетики химической реакции, протекающей в совершенном газе, в общем виде можно записать [12.62]

§~wvv 4-ІЙ, <12ш)

12.5. Газовый взрыв

579

где к, т, п, I — константы; Ea,Rg,T — энергия активации, газовая постоянная и температура среды.

В начале реакции ? = 1, а при ? = О реакция заканчивается. Для оценки влияния энерговыделения на параметры газового взрыва можно воспользоваться простейшим уравнением кинетики при m = п = I = Еа = 0. В этом случае уравнение (12.173) переходит в соотношение

§ = -* = —. (12-174)

at Tx

где Tx — характерное время протекания реакции в смеси.

В процессе протекания химической реакции состав смеси меняется, что приводит к изменению ее показателя адиабаты от значения 7sm для исходной смеси до величины 7р, соответствующей продуктам полного сгорания. Показатель адиабаты реагирующей смеси является функцией параметра ? и в первом приближении может быть аппроксимирован линейной зависимостью

7 = 7p + /J(7em-7p). (12.175)

Система уравнений (12.171)-(12.175) является замкнутой и полностью описывает задачу распространения сферических волн в химически реагирующей газовой среде. Для ее интегрирования можно воспользоваться описанным ранее алгоритмом численного решения одномерных задач газового детонационного взрыва, использующим характеристические соотношения для расчета параметров на основных разрывах. Полученные с помощью общей теории характеристик систем гиперболических уравнений [12.63], эти соотношения для системы (12.171)-(12.175) имеют вид:

/1 1

-dp = —dp + Fdt, при dr = udt

< \ 1Р (lue \ (12176)

—dp ± du = — [--Ь cF ) dt, при dr = {и ± с) dt;

К pc \ г J

Гр г (1 -1 pQsm _L_drf\d?

где с = J7--скорость звука в среде; F =-------г— — —

\ P \ 7 P 7(7-l)dj0/ dt

функция параметров состояния среды.

Так как после выгорания смеси d?/dt = 0, то, с учетом (12.174) и (12.175) выражение для функции F можно переписать в виде

7-1 / PQsm

7 \ P

F=< 7 \ P h-l)s|r,' (12.177)

0,

При F = O, т.е. при полном выгорании смеси, соотношения (12.176) переходят в известные характеристические соотношения для совершенного нереагирующего газа.

По постановке задача не отличается от рассмотренной ранее задачи о сферической детонации газового заряда. Добавляется лишь еще одно граничное условие на фронте инициирующей ударной волны внутри заряда ? = 1. В воздухе /3 = 0.

В качестве модельной среды для исследований выбрана стехиометрическая ацетилено-воздушная смесь при нормальных внешних условиях.

580

12. Взрыв в воздухе

За масштабы измерения величин выбраны параметры окружающей атмосферы при температуре T = 15°С и радиус сферического заряда.

Расчеты проведены для безразмерного характерного времени протекания реакции в смеси, изменявшегося в пределах

0,00280 ^ 7^- ^ 2,80,

1-М

т.е. на три порядка. Анализ результатов решения удобно проводить по отношению к безразмерной ширине зоны химической реакции х/тм в стационарной детонационной волне, которая связана с характерным временем реакции соотношением

х _ тх (D - up) _ Tx ср _ Tx Cp гм гм гм їм им'

где up, ср, D — массовая, звуковая и волновая скорости детонационной волны в режиме Чепмена-Жуге.

Для выбранной стехиометрической ацетилено-воздушной смеси безразмерное время протекания реакции и ширина зоны химической реакции связаны соотношением

X Т-г

— = 3,56—. тм *м

В соответствии с этим соотношением ширина зоны химической реакции в детонационной волне при расчетах менялась в пределах

0,01 ^ — ^ 10. тм

Результаты решения задачи представлены на рис. 12.74 — 12.77 и в табл. 12.11.

На рис. 12.74 приведены зависимости максимального избыточного давления на фронте волны Ap7n от расстояния до центра взрыва т для различных значений ширины зоны химической реакции х/тм (пунктирные линии), величина которой указана цифрами у соответствующих кривых. Сплошная линия на рис. 12.74 соответствует случаю стационарной детонации в режиме Чепмена-Жуге (при х/тм —*¦ 0). Для х/тм = 0; 0,5; 5,0 расчеты проводились с давлением в начальной области тн = 0,05гм Рн = 20рм- Случай х/тм = Ю рассчитан с рн = 1,01рм и моделирует возбуждение реакции смеси путем принудительного зажигания искровым разрядом [12.37].
Предыдущая << 1 .. 274 275 276 277 278 279 < 280 > 281 282 283 284 285 286 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.