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 .. 277 278 279 280 281 282 < 283 > 284 285 286 287 288 289 .. 394 >> Следующая


Как было показано ранее, для удельного импульса избыточного давления в сферической воздушной волне справедлива качественная зависимость

где Л — безразмерная длина фазы сжатия в волне.

Хорошее совпадение результатов численных расчетов с приведенной зависимостью наблюдается при увеличении длины фазы сжатия с ростом х. Изменение величины Л по отношению к случаю идеальной детонации для различных х/гм приведено в таблице 12.11. Видно, что заметное возрастание Л наблюдается лишь при х/гм > 0,5, т.е. при значительной ширине зоны химической реакции.

Для импульса скоростного напора в сферической воздушной волне на больших расстояниях аппроксимация (12.134) дает качественную зависимость

Откуда следует, что, с учетом изменения Л и 77 из табл. 12.11, импульсы скоростного напора при х/гм = 0; 0,05; 5; 10 относятся как 1 : 1,33 : 0,85 : 0,81, в то время как численное решение дает отношение 1: 1,30 : 0,82 : 0,75. Как видно, совпадение достаточно хорошее.

Таким образом, при конечном времени протекания реакции за фронтом инициирующей волны в заряде, изменение параметров формирующейся воздушной волны связано с изменением КПД взрыва, а при большой относительной ширине зоны химической реакции (ж/Vn > 0,5) и с изменением длины (длительности) фазы сжатия в волне. Влияние времени энерговыделения в волне на параметры газового взрыва на достаточно больших расстояниях может быть оценено с помощью полученных ранее зависимостей (12.132)-(12.134) и данных по изменению КПД взрыва (12.178) и длины фазы сжатия (табл. 12.11).

Выгорание смеси в объеме заряда. Другим предельным случаем сгорающего заряда является одновременное выгорание смеси по всему объему. Такой режим, например, может наблюдаться в аэродисперсной смеси капель горючего с воздухом, быстро охватываемой пламенем, распространяющимся по паровой фазе. Время сгорания такой топливно-воздушной смеси определяется временем выгорания отдельной капли, которое для углеводородных топлив слабо зависит от внешнего давления и определяется соотношением [12.64]

где d — диаметр капли; х — константа, зависящая от свойств горючего. Например, для керосина х = (0,1... 0,15) • Ю-5 м2 / с.

г--VfXr)par0E0,

(12.180)

586

12. Взрыв в воздухе

Одномерная сферическая задача о выгорании заряда в односкоростном приближении описывается системой уравнений (12.171) и может быть решена с помощью описанного алгоритма. Начальная область в этом случае выбирается равной заряду, и в нее вносятся параметры исходной смеси. Задача решалась для смеси керосина с воздухом стехиометрического состава при нормальных внешних условиях (T = 15°С) с параметрами

Qsm = 2,72 -К^Дж/кг; psm = 1,31 кг/м3; 7ОТ = 1,4; Ъ = 1,25.

В качестве масштабов измерения выбраны параметры окружающей атмосферы и радиус сферического заряда. Расчеты проведены для четырех безразмерных времен выгорания облака TxJtM = 0; 0,2883; 2,883; 28,83. Случай Tx Цм — 0 соответствует мгновенному взрыву и достижению внутри смеси максимального давления рн = 9,28рм- Случай Tx Цм —> со соответствует медленному выгоранию смеси при постоянном давлении р = рм-

Некоторые результаты решения задачи представлены на рис. 12.78 — 12.82.

0 12 3 г/гм

Рис. 12.78. Распределения давления в области течения при выгорании газового заряда

одновременно по всему объему

1,0 2,0 3,0 г/гм

Рис. 12.79. (г-()-диаграмма выгорания газового заряда одновременно по всему объему

На рис. 12.78 сплошными линиями представлены распределения давления в области течения в некоторые моменты времени для случая тх Цм = 0,2883. Значения безразмерного времени нанесены цифрами у кривых. Стрелками указано направление движения волн.

В момент времени t/tM = 0 во всей среде давление равно исходному р = рм-После воспламенения, в результате выделения энергии, давление в смеси начинает повышаться, и в воздух излучается ударная волна, интенсивность которой возрастает от нуля. В продукты сгорания уходит волна разгрузки, которая снижает давление в окрестности контактного разрыва, по сравнению с центральной областью заряда. В момент времени t = Tx = 0,2883?м смесь полностью выгорает и в центральной области размером г » 0,2гм, не захваченной волной разгрузки, достигается максимальное давление р = рн = 9,28рм- После прихода волны разгрузки к центру симметрии давление в его окрестности быстро падает и становится меньше давления на границе газового пузыря, в результате чего формируется вторичная волна, распространяющаяся к центру симметрии. На рис. 12.78 момент времени t/tM = 0,898 соответствует отражению этой волны от центра симметрии. Давление на фронте формирующейся воздушной ударной волны (пунктирная с точками линия на рисунке) возрастает, достигая максимума р » 3,1рм при г = 1,7гм, а затем медленно уменьшается. На поверхности газового пузыря (пунктирная с крестиками линия) давление достигает максимума р » 3,6рм при

12.5. Газовий взрив

587

г = 1,25гм, а затем падает до атмосферного при расширении пузыря до размера г = 1,85гм.

На рис. 12.79 представлена (r-t) диаграмма описанного процесса для случая Tx/tM = 0,2883. На рисунке обозначены: SWF — фронт ударной волны, формирующейся в воздухе; GP — граница газового пузыря; RWF — фронт волны разгрузки, уходящей в продукты сгорания; TSW — вторичная ударная волна. Из рисунка видно, что воздушная ударная волна, также как и газовый пузырь, сначала ускоряется, а лишь затем начинает замедляться. После прихода отраженной от центра вторичной волны на границу газового пузыря он приобретает дополнительную скорость и достигает своего максимального размера г = 1,97гм при г/гм = 1,8. Штриховкой на рисунке выделена область отрицательного избыточного давления. Видно, что при отражении вторичной волны от центра симметрии в продуктах сгорания формируется дополнительный импульс положительного избыточного давления.
Предыдущая << 1 .. 277 278 279 280 281 282 < 283 > 284 285 286 287 288 289 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.