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 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 394 >> Следующая


Протекание реакции сопровождается изменением состояния вещества по своеобразному закону: реакция идет не при постоянном объеме или при постоянном давлении, а при постоянной скорости распространения, что и приводит к линейной связи давления и объема (выражение (5.3)). Существенно и то, что во всей зоне реакции скорость передачи акустического возмущения (и + с) превышает скорость детонации: расширение одного слоя, вызванное выделением тепла реакции, передается другому, и так от слоя к слою. При этом выражение для скорости детонационной волны задается формулой (5.2), которая вытекает только из уравнения сохранения массы и количества движения, и поэтому не зависит от

Q-

Поскольку в переходной зоне детонационной волны можно пренебречь силами вязкости, то уравнение (5.2) непосредственно применимо не только к конечным продуктам реакции, но и к любому промежуточному их состоянию, когда выделилась лишь часть теплоты реакции Q; в равной мере оно применимо и к начальному состоянию, отвечающему только сжатию исходного вещества ударной волной.

Условие стационарности детонационного процесса требует, чтобы вся зона реакции и все промежуточные её состояния перемещались по веществу с одной и той же скоростью. Если бы такое постоянство скоростей не наблюдалось, то детонационная волна в ходе своего распространения деформировалась бы, что привело бы к нарушению устойчивости и стационарного характера процесса в целом.

Такой режим, при котором D = const, может быть реализован лишь в том случае, если все параметры состояния в ходе протекания химической реакции или после её завершения будут изменяться вдоль прямой Михельсона р = р0 +

V° 9 VD2. Процесс формирования детонационной волны можно проследить на Ч

диаграмме давление-удельный объем (рис. 5.2). Пусть исходное BB сжато ударной

5.2. Обоснование правила отбора

83

волной, обладающей скоростью D, равной скорости детонации, до состояния В, требуемого для возбуждения химической реакции. По мере протекания реакции и выделения тепла, вещество переходит в состояния, промежуточные между исходным веществом и конечными продуктами взрыва. Переход из состояния В в конечное состояние H совершается по прямой BH при соблюдении постоянства скорости и обусловлен расширением продуктов реакции вследствие выделения тепла. Реакция протекает в специфических условиях: при постоянной скорости распространения всех состояний, но при переменных значениях риг/. Точка H лежит на адиабате Гюгонио для конечных продуктов детонации и является особой точкой, в которой dS = 0 и D = ин + сн, и, таким образом, характеризует параметры состояния стационарной детонационной волны.

Примерный характер распределения давления и плотности за фронтом детонационной волны, согласно Я. Б. Зельдовичу [5.68], показан на рис. 5.3. Точка H на этом рисунке соответствует параметрам состояния особой точки H на кривой Гюгонио.

Кроме нормального режима детонации, соответствующего прямой AB, касательной к конечной ударной адиабате продуктов детонации, возможны ещё два других детонационных режима: пересжатый и недосжатый режимы детонации. Для первого режима и + с > D, а для второго и+с < D. Параметры и и с в этих неравенствах характеризуют состояние продуктов реакции после окончания химической реакции (точки С и L на рис. 5.2).

Возбудим детонацию с помощью более сильной ударной волны, обладающей скоростью Di > D и сжимающей вещество до состояния, характеризуемого точкой Bi. В силу рассмотренных обстоятельств, переход из этого состояния, в котором реакция полностью завершается, может произойти только вдоль прямой ABi. Конечное состояние продуктов реакции определяется точкой С (см. рис. 5.2). Однако в этом состоянии детонационная волна не может быть устойчивой, так как в продуктах детонации возникает волна разрежения, головная часть которой распространяется со скоростью звука в этих продуктах, равной и + с.

Волна разрежения не возникла бы и не происходило бы расширения продуктов взрыва лишь в том случае, если бы позади детонационной волны перемещался поршень со скоростью ин, равной скорости движения продуктов за фронтом волны, что не может быть реализовано.

Выше мы показали, что по обе стороны от точки H на кривой Гюгонио, энтропия возрастает. Докажем теперь, что для верхней части кривой, т.е. при V < Vh и р > рн, справедливо соотношение и + с > D, а для нижней части кривой, т.е. при V > Vh и р < рн, — наоборот: и + с < D.

Ри Ри Ти Чи

H

Зона химической реакции

P'D U0=O

BB

в

Рис. 5.3. Распределение давления (а) и плотности (б) в детонационной волне; структура одномерной детонационной волны (в)

84

5. Теория детонационной волны.

/dp Ip + ро

Напишем первое неравенство в виде v\ — — = О D — и = v, -, тогда

V dv \ v0 — v

> (5.11)

dv v0 — v

Напишем теперь уравнение Гюгонио в виде E-Eo = (1/2)(р + р0) (vo — v) + Q и продифференцируем его:

dE={vo-v)dp-(p + po)dv_ (512)

2

но, поскольку TdS = dE+pdv, то после подстановки и соответствующих преобразований находим:
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.