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 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 394 >> Следующая


Предпринятое в 1950-60-х годах детальное изучение проблемы газовой детонации позволило обнаружить, что фронт реальной детонационной волны обладает сложной ячеистой структурой. Идеализированная одномерная модель ЗНД с гладким фронтом оказалась неустойчивой в случае реальных химических реакций, которые обладают сильной зависимостью от температуры. Тем не менее, современная гидродинамическая теория не только правильно объясняет качественные особенности детонационных процессов, но и даёт возможность вполне удовлетворительно рассчитать все основные параметры (скорость, давление, плотность, температура, энергия) детонационной волны.

Согласно гидродинамической теории, передача детонации обусловлена распространением по BB ударной волны. Если амплитуда во фронте этой волны больше некоторой величины, то волна при своем распространении способна возбуждать за своим фронтом интенсивную химическую реакцию, за счёт энергии которой поддерживается постоянство параметров волны и стационарный характер детонационного процесса в целом.

Движение обычной ударной волны складывается из движения скачка уплотнения и перемещения самой среды. Детонационная волна обладает более сложной структурой; распространение последней обусловливается движением ударной волны, зоны химической реакции и конечных продуктов взрыва (ПВ).

Поверхность, разделяющая зону химической реакции и продуктов детонации (ПД) при стационарной детонации, называется поверхностью Чепмена-Жуге (H-H на рис. 5.1). Параметры ПД на этой поверхности называются параметрами детонационной волны или параметрами Чепмена-Жуге (параметрами в точке Жуге). Исходное BB отделяется от зоны химической реакции фронтом ударной волны (B-B на рис. 5.1). Все параметры Чепмена-Жуге отмечены индексом "Н".

н

Продукты
Зона
Исходное

детонации
реакции
BB



Л.Po.?о

D-U Рис. 6.1

К выводу основных зависимостей детонационной волны

5.1.

Явление детонации. Основы гидродинамической теории.

79

Для описания стационарного процесса детонации, достаточно сопоставить состояние исходного вещества и конечных продуктов реакции. Сама зона реакции может не рассматриваться. В системе координат, связанной с фронтом и движущейся со скоростью D в сторону, противоположную распространению детонации, эта зона остаётся неподвижной.

При этом, для определения параметров детонационных волн, мы можем воспользоваться основными уравнениями теории ударных волн. Введём следующие обозначения:

D — скорость детонации, равная скорости перемещения зоны химической реакции,

Uh- скорость продуктов детонации за фронтом волны,

рн, pht Th — параметры состояния за зоной химической реакции,

Po, Po, То — параметры состояния перед зоной химической реакции,

V0 = 1/ро, Vh — 1/Рн ~ удельный объем исходного BB (перед зоной химической

реакции) и продуктов его взрывчатого превращения за зоной химической реакции.

При переходе от ударных волн к детонационным, основные уравнения сохранения (см. главу 4) остаются в силе. Поэтому можно написать:

ин = (v0 - vh) J———, (5.1)

V V0 - Vh

D = V0JE^ (5.2)

V V0 - VH

Так как для детонационных процессов D = const, то последнее уравнение в переменных р и V дает прямую:

p = Po+vJLZlD2, (5.3)

vo

которая проходит через начальную точку (po,v0), причём квадрат скорости D определяется тангенсом угла наклона этой прямой к оси абсцисс. Прямая эта известна под названием прямой Михельсона.

Уравнение Гюгонио принимает следующий вид:

Eh(ph,vh) - Е0(ро, V0) = і (рн + Po) (v0 - vH) + Q, (5.4)

где Eh — удельная внутренняя энергия продуктов за зоной химической реакции, E0 — удельная внутренняя энергия исходного вещества, Q — удельная теплота взрывчатого превращения, под которой понимается тепловой эффект химической реакции Qpv при постоянных давлении (р = р0) и объеме (v = V0). Данная величина, в общем случае, зависит от ро и V0. Она может быть постоянной и равной калориметрической теплоте взрыва Qv только в том случае, если исходная среда и ее продукты реакции являются идеальными газами, причем с одинаковыми средними молекулярными весами и теплоємкостями (или постоянным k = cp/cv). Вместо Qpv в термохимии обычно используется QpT или Qvt (более подробно см. главу 6), но в теории детонации [5.14, 5.78, 5.133] фундаментальное значение имеет именно Qpv .

Первое слагаемое правой части уравнения (5.4) представляет изменение внутренней энергии вследствие сжатия вещества ударной волной; второе слагаемое — избыток энергии за счёт теплоты реакции. Кривая Гюгонио для детонационной волны представлена на рис. 5.2. Она построена для конечных продуктов реакции, обладающих повышенным содержанием энергии, и поэтому должна лежать соответственно выше, чем кривая Гюгонио для ударной волны (AB на рис. 5.2), производящей сжатие исходного взрывчатого вещества.

80

5. Теория детонационной волны.

Для процессов детонации реальное значение имеет лишь ветвь CH на кривой Гюгонио для ПД, ибо вдоль этой ветви, как это следует из уравнений (5.1) и (5.2), D > 0 и и > 0. Ветвь DE, где D > 0 и и < 0, соответствует процессам горения, характерным свойством которых является то, что продукты горения движутся в сторону, противоположную направлению распространения фронта пламени.
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.