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 .. 312 313 314 315 316 317 < 318 > 319 320 321 322 323 324 .. 394 >> Следующая


На рис. 13.276 приведено сравнение численных оценок профилей фаз разрежения, полученных при различных условиях, и экспериментальных данных (точки) в точке с координатой г = 4,5 см на оси симметрии при взрыве заряда массой 1,2 г на глубине 18,5 см. Кривая 0 —- однофазная модель, кривые 1-3 получены для Ro = 5 мкм, etc = Ю-11 и At» = 0,1 и 5 мкс соответственно, кривая 4 — для с*о = Ю-10 и At* = 1 мкс. Результаты 2 и 4 отличаются объемной концентрацией зародышей кавитации. Можно заметить, что экспериментальные точки лежат в окрестности кривой 3 и подтверждают реальную возможность оценки параметров волнового поля с помощью двухфазной модели.

В качестве примера описания динамики зоны кавитации с помощью двухфазной модели рассмотрим случай взрыва заряда массой 1,2 г (капсюль — детонатор) радиусом го = 0,53 см на глубине h = 5,3 см [13.40]. Начальное давление в продуктах мгновенной детонации принималось равным 4-Ю4 атм, 7 = 3. Для жидкости

'см.

Поскольку видимый кавитационный

-2,

t =16 MKC

Фронт ударной волны

полагалось с*о = Ю-11, /? = 5 • 10

пузырек становится при радиусах R ~ 10~2см, зафиксировать кавитационную зону можно лишь в том случае, если в волне разрежения радиус кавитационных зародышей увеличится на 3 порядка.

Динамика зародышей при а б распространении ударной вол-

ны (ее положительной фазы) в процессе расчета не рассматривалась, считалось, что зародыши за её фронтом мгновенно принимают равновесный по давлению размер, газосодержание чрезвычайно мало и на структуре ударной волны не сказывается. Система уравнений двухфазной модели начинала решаться только с момента возникновения в среде отрицательного давления.

Результаты расчета динамики видимой зоны кавитации для моментов времени t = 16, 32, 48 и 64 мкс представлены на рис. 13.28а. Область, в которой пузырьки превысили минимально видимый размер, показана затемненной. На рис. 13.286 для тех же моментов времени показаны кадры высокоскоростной фотографии развития зоны кавитации при взрыве однограммового заряда на глубине 5,3 см.

Сравнение расчетных и экспериментальных данных показывает, что двухфазная модель вполне удовлетворительно описывает динамику зоны кавитации.

Фронт волны разрежения Рис. 13.28. Динамика видимой кавитационной зоны (Л = 5,3 см): расчет (а); эксперимент (б)

13.4- Поверхностные эффекты при подводном взрыве

667

Свободная поверхность

I =20 мкс

t =100 мкс Рис. 13.29. Качественная динамика видимой кавитационной зоны (h = Зсм) (расчет): 1 — начальный радиус заряда; 2 — полость с продуктами детонации; 3 — кавитация; 4 — фронт волны разрежения

На рис. 13.29 показаны результаты расчета зоны в случае взрыва на глубине h — 3 см для моментов времени 20 и 100 мкс. Естественно, рисунок представляет лишь качественную картину динамики зоны кавитации при уменьшении глубины взрыва. Как и в эксперименте, «усы» кавитационной зоны в этом случае более резко уходят вниз, а ее основная плотность приходится на периферийную зону относительно заряда.

Таким образом, на основании изложенного можно отметить два основных момента: модель двухфазной среды позволяет исследовать динамику зоны кавитации и параметры волн разгрузки в реальной жидкости; не существует раз и навсегда установленных критических значений растягивающих напряжений, вызывающих развитие кавитации в реальной жидкости или её разрушение, даже если газосодержание жидкости фиксировано.

2. Развитие купола. Анализ результатов исследований движения свободной поверхности жидкости при подводных взрывах естественно начать с развития купола. Причина его возникновения связана с откольными эффектами при взаимодействии ударной волны со свободной поверхностью. Однако в представлении о его структуре существуют две точки зрения: купол — это

набор слоев сплошной массы жидкости, отколовшихся по линиям кавитационного разрыва в основной массе [13.42]; купол имеет капельную структуру [13.1]. Вторая точка зрения, высказанная Пекерисом, более обоснована. При экспериментах по взрыву глубинных бомб им установлено, что замедление роста купола втрое превышает ускорение силы тяжести. Возможны две причины: влияние воздушного сопротивления при распылении капель (тогда купол — брызги) или действие внешнего избыточного давления на движущийся сплошной слой жидкости. Пекерисом показано [13.1], что при оценках по сплошному слою толщина откола должна составлять не менее 3 м, что маловероятно.

Естественно, подтверждение той или иной модели структуры купола в экспериментах с сосредоточенным зарядом желательно, но затруднительно в силу осевой симметрии процесса, не позволяющей рассмотреть купол в разрезе. Этой цели отвечает эксперимент в плоской постановке, который был проведен [13.33] с цилиндрическим зарядом BB, размещенным между двумя параллельными пластинами, частично погруженными в жидкость, перпендикулярно к ним. Та часть пластин, которая располагалась над свободной поверхностью, делалась из оргстекла, что позволило с помощью скоростной съемки на СФР изучить структуру течения. Анализ полученных фоторегистраций показал, что при больших глубинах взрыва купол действительно состоит из набора слоев, но не сплошной, а кавитирующей жидкости. При уменьшении глубины взрыва наблюдается концентрация отколь-ной зоны вблизи оси симметрии. Форма откола указывает на тенденцию к образованию на свободной поверхности кумулятивной выемки. Наличие пузырьковой кавитации в откольных слоях приводит к нарушению их сплошности. В связи с этим в последующие моменты времени отколовшаяся масса жидкости разрушается и формируется брызговой купол.
Предыдущая << 1 .. 312 313 314 315 316 317 < 318 > 319 320 321 322 323 324 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.