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 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 394 >> Следующая


1. Скорость распространения ударных волн всегда больше скорости звука в невозмущенной среде.

2. Во фронте ударной волны параметры состояния и движения среды изменяются скачком.

3. Ударные волны сопровождаются перемещением среды в направлении распространения фронта возмущения.

4. Скорость ударной волны зависит от ее интенсивности, что не наблюдается для звуковых волн.

5. При образовании ударных волн энтропия среды возрастает, т.е. dS2 > 0.

6. Ударная волна не имеет переодического характера, а распространяется в виде одиночного скачка уплотнения.

До сих пор мы рассматривали ударную волну как прерывный скачок давления, плотности , температуры (рис. 4.4). При выводе основных уравнений мы ограничивались лишь рассмотрением состояния среды до и после прохождения через нее ударной волны, не затрагивая вопроса об истинной структуре ее фронта.

''Ударные волны с учетом процессов диссоциации и ионизации будут рассмотрены в п. 4.5. .

60

4- Элементарная теория ударных волн

Рг


Bj JA




1



і V і
I I *


• ! ! ?'

Рис. 4.4. Скачок давления в идеальной ударной волне

Рис. 4.5. Скачок давления в реальной ударной волне

В действительности же, из-за влияния теплопроводности и вязкости (внутреннего трения), градиенты параметров состояния не получаются бесконечно крутыми, и фронт ударной волны приобретает профиль, показанный на рис. 4.5, где слой, ограниченный плоскостями Ли В, представляет собой узкую переходную область. Поскольку в этой области заключено лишь ничтожное количество вещества, и она остается стационарной, т.е. не растягивается при распространении волны, то при выводе основных уравнений сохранения мы вправе были пренебрегать процессами, происходящими в переходной зоне при формировании фронта ударной волны. (О структуре фронта см., например, в работах [7, 9, 20].)

Дополнительно заметим, что кривая Гюгонио, при заданных параметрах невозмущенной среды, однозначно определяет конечное состояние среды за фронтом ударной волны, но не характеризует последовательные изменения состояния в переходной зоне. При изучении же промежуточных состояний среды в этой зоне необходимо учитывать силы вязкости и теплопроводность — факторы, выпадающие из рассмотрения при сопоставлении начального и конечного состояний.

Так, например, уравнение D2 = vf(p2 — Pi)/(vi —V2), полученное только в результате сопоставления. уравнений сохранения массы и количества движения, поэтому будет справедливо во всех случаях, когда не нарушается обычный вид уравнения сохранения количества движения, но не будет правильным в тех случаях (например, для переходной зоны ударной волны), когда мы должны принимать во внимание внутренние силы вязкости.

Специальные исследования дифференциальных уравнений с учетом теплопроводности и вязкости позволяют установить характер профиля переходной зоны и показывают, что ширина фронта ударной волны d порядка длины свободного пробега молекул в исходном состоянии вещества.

Зельдович, используя для оценки ширины фронта ударной волны d молекулярно-кинетические выражения коэффициентов теплопроводности и вязкости, нашел, что

Ip lci

а ~ л >

Др и

где I — длина свободного пробега молекул в газе.

Принимая отношение кинематической вязкости к температуропроводности равным единице, Тейлор дает следующее выражение для d в воздухе (в см):

. 4 • Ю-5

а = -

Др

где Др взято в атмосферах.

(4.50)

(4.51)

4-2. Плоская прямая ударная волна

61

Все эти выражения указывают, что для сильных ударных волн (Др 3> Pi) ширина фронта действительно того же порядка, что и длина свободного пробега молекул.

В заключение отметим, что уравнения, составленные на основании представлений о неразрывности, только в том случае правильно характеризуют поведение газа, если параметры состояния на участке свободного пробега изменяются относительно мало. Вследствие этого, конкретные результаты вычисления ширины переходной зоны носят характер лишь первого приближения.

Структура ударных волн может быть более детально исследована при учете последовательного возбуждения внутренних степеней свободы молекул газа.

При весьма быстрых изменениях состояния газа (что является характерным для ударных волн) теплоемкость его может быть заметно меньше, чем при медленных изменениях.

Теплоемкость молекул газа складывается из энергий поступательного, вращательного и колебательного движений. При повышении температуры интенсивность этих процессов увеличивается; появляются также еще добавочные степени свободы — вследствие возбуждения электронов в молекуле. Различные степени свободы не возбуждаются одновременно; теплоемкости поступательного и вращательного движений возбуждаются почти мгновенно, и относительно медленно возбуждается теплоемкость колебательного движения. Например, время установления равновесия возбуждения колебаний молекул CO2 равно Ю-5 сек.

Подобные явления приводят, в частности, к дисперсии звука, т.е. к зависимости скорости звука от частоты. Звук большой частоты будет при этом распространяться с несколько большей скоростью, ибо процесс будет протекать так, как если бы теплоемкость газа была меньше; уменьшение же теплоемкости равносильно возрастанию показателя политропы k (с\ = fcpi/pi).
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.