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 .. 293 294 295 296 297 298 < 299 > 300 301 302 303 304 305 .. 394 >> Следующая


Во втором случае взрыв моделируется процессом расширения сферического (цилиндрического или плоского) поршня по заданному закону. Закон расширения пузыря можно определить из эксперимента.

Однако указанные упрощения не дают возможности получить общее решение задачи. Поэтому вся история теоретического исследования подводного взрыва состоит в нахождении частных решений для некоторых моделей процесса и среды.

Первым допущением, позволившим получить замкнутое решение, была гипотеза о несжимаемости жидкости. Так, Лэмб в 1923 г. решил задачу о расширении газовой полости в безграничной жидкости.

Для сферической симметрии основные уравнения (13.1) и (13.2) для несжимаемой среды принимают вид

(13.37) (13.38)

622

13. Взрыв в воде

и допускают следующее общее решение (см. п. 2.2. ):

иг2 = f(t) = ипг2п, (13.39)

где /(f) и <p(t) — произвольные функции времени.

Допуская, что на бесконечности давление стремится к давлению окружающей среды, из (13.40) получаем <p(t) = ро и тогда для поля давления приходим к выражению

Р = Ро+\Рп-Ро + -^)-----^{--г) - (13.41)

Для закона движения границы газовой сферы из (13.40) можно получить уравнение

dt p0rn 2 тп

Если пренебречь волновым характером движения ПД и считать, что давление в полости изменяется по закону

/ \ 3fc

pn=Pi(z-) , (13.43)

а начальная скорость ее границы равна ui, то решение (13.42) принимает вид

(Л + з(АГПы + 3^J UJ -^3(FTI)P; +3^J" (13-44)

Поле скоростей в жидкости определяется из (13.39):

и = ип (у-)2. (13.45)

Полученное решение позволяет определить закон движения газовой полости (13.44) и поле давления (13.41) и скорости (13.45) в жидкости по заданному давлению в газе (13.43). Однако следует указать, что пользоваться решениями (13.39) и (13.40) для ударной волны, распространяющейся даже в очень мало сжимаемой среде, не имеет физического смысла, поскольку скорость распространения возмущений в такой среде всегда конечна, а не бесконечно велика, как это следует формально из решения. Кроме того, из (13.39) следует, что скорость всегда падает при удалении от границы раздела, хотя на самом деле давление во фронте волны выше, чем за фронтом.

В то же время теория несжимаемой жидкости позволяет с хорошей точностью описать пульсацию газового пузыря. Начиная с некоторого радиуса Г\, когда ударная волна отходит на достаточное расстояние от поверхности пузыря, его движение описывается уравнением (13.44).

Из (13.44) можно найти выражение для максимального радиуса расширения газовой полости. Положив ип = 0 и пренебрегая членами и\, (г\ /гп)зк и (гі /гп)3 по сравнению с единицей, получим

Гта* = ' П. (13.46)

13.1. Взрыв зарядов конденсированных BB

623

Используя (13.46), из (13.44) получим следующее соотношение для скорости расширения пузыря:

drn

N

2p, Зро

Интегрируя выражение (13.47) в пределах от начального радиуса заряда Го до текущего значения г„, найдем закон расширения газовой полости:

аГп (13.48)

2РоУ yj(rmaxlrnf - 1

Для времени расширения газовой полости до максимального радиуса, согласно (13.48), получаем

tmax = № [ . dTn (13.49)

V 2 Po J y/(rmax/rn)3 - 1 го

При условии го гтах этот интеграл может быть взят с помощью Г-функции:

1/2

tmax = 0,915Ро /Г* (13.50)

Ро/2

или, с использованием (13.46)

w=0,915^l|^! (13.51)

При соответствующем выборе величины радиуса г\ формулы (13.46)-(13.51) дают результаты, хорошо соответствующие экспериментальным замерам. Баум и Сана-сарян предложили определять его значение в момент достижения в пузыре критического давления, т.е. в момент изменения показателя изоэнтропы расширения ПД с 3 на 7/5 (см. п. 5.5. ).

Дальнейшее теоретическое изучение взрыва в воде происходило параллельно с накоплением экспериментальных данных и часто основывалось на качественных и количественных результатах эксперимента. Поэтому остановимся более подробно на этих результатах.

2. Экспериментальное изучение подводного взрыва. Подробнее всего изучен взрыв заряда тротила (с характеристиками р = 1,6 г/см3, D = 7000 м/сек, Q = 1060 ккал/кг), который часто используется в качестве эквивалента для бризантных ВВ. В последнее время также получено много результатов для тэна (с характеристиками р = 1,6 г/см3, D = 7900 м/сек, Q = 1400ккал/кг), что обусловливается удобством постановки экспериментов с зарядами малого веса. Поэтому в настоящем параграфе будут приведены результаты экспериментальных исследований для этих взрывчатых веществ и даны некоторые рекомендации для пересчета их на случай взрыва заряда из другого ВВ.

Экспериментальные исследования взрыва в воде обычно ограничиваются изучением пульсаций газового пузыря, параметров в ударном фронте и эпюр давления в волне.

624

13. Взрыв в воде

Движение газовой полости изучается с помощью высокоскоростной кино- и фотосъемки, которые дают возможность получать закон расширения пузыря, его максимальный радиус, время достижения этого радиуса, всплытие и т.п. Для аппроксимации экспериментальных данных используются формулы (13.46), (13.47), (13.51)
Предыдущая << 1 .. 293 294 295 296 297 298 < 299 > 300 301 302 303 304 305 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.