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 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 394 >> Следующая


86

5. Теория детонационной волны.

Зельдовичем [5.14] было доказано, что при положительной скорости тепловыделения Q в зоне химической реакции, т.е. при экзотермической реакции (dQ/dt > 0), непрерывный переход от состояния на ударной адиабате исходного BB до состояния на детонационной адиабате возможен только на сильную ветвь равновесной детонационной адиабаты (НС, рис 5.2).

Если к моменту окончания химической реакции скорость тепловыделения dQ/dt становится отрицательной, т.е. при эндотермической реакции (основным ответственным процессом за это в газообразных BB является диссоциация ПД), то состояние рассматриваемой частицы получает возможность изменяться так, что изображающая его точка перемещается от точки С до точки L, лежащей на слабой ветви равновесной детонационной адиабаты HLM. В этом случае скорость детонации определяется наклоном прямой Михельсона не к конечной адиабате ПД, а наклоном к наивысшей из промежуточных детонационных адиабат того «состава», при котором произошла смена знака скорости тепловыделения. В этом случае будет осуществляться самоподдерживающаяся недосжатая детонация (более подробно — п. 9.5).

Теория детонационной волны с гладким фронтом следует из решения системы одномерных уравнений газодинамики и кинетики для гомогенного ВВ. Однако, как установлено в 1950-60-е годы в работах Щелкина, Солоухина, Трошина, Денисова, Топчияна, Войцеховского, Митрофанова и др. — для газов, и в работах Дремина, Ададурова, Розанова, Зельдовича, Кормера и др. — для жидких BB, фронт детонационной волны в газах, за редким исключением, не является гладким, в жидких же BB встречается как гладкий, так и негладкий детонационный фронт. Детонация негомогенных BB также происходит с негладким фронтом. В этом случае во фронте самоподдерживающейся детонации, волны химической реакции инициируются неодновременно по поверхности фронта детонационной волны, поэтому поток внутри зоны химической реакции носит турбулентный характер, для гладкого же одномерного фронта ударной волны — поток ламинарный. При наличии негладкого фронта, детонационная волна представляет собой зону, в пределах которой завершается химическая реакция и затухает турбулентность, при этом тепловыделение осуществляется за счёт химической реакции и диссипации турбулентности.

Рис. 5.4. Торцевая фоторазвертка распространения пульсирующей детонационной волны

Неровности фронта детонационной волны обнаружены экспериментально при фотографировании собственного свечения фронта детонации с торца жидкого BB с помощью щелевой развёртки камерой СФР. Такая запись показывает неравномерное свечение фронта детонационной волны, по которому в разных направлениях перемещаются светлые и тёмные участки. Типичная фоторазвёртка для смеси

5.2. Обоснование правила отбора

87

нитрометана и ацетона приведена на рис. 5.4. Средний размер неоднородностей зависит от концентрации ацетона в смеси. Разрешающая способность этого метода такова, что он позволяет определить неоднородности размером ~ 1мм. При малой концентрации ацетона, камера СФР фиксирует гладкий фронт волны. Аналогичные неровности обнаружены при определённых концентрациях в смесях нитроглицерина и нитрата глицидного спирта с метанолом и ацетоном и др.

Существенно большее разрешение имеет метод фотографирования фронта детонационной волны в отражённом свете, что позволяет определить минимальные неоднородности в несколько микрон. Такие микронеровности были обнаружены в ряде жидких BB (например, в смеси азотной кислоты и дихлорэтана, тетранитро-метана с бензолом и нитрометана).

Негладкость фронта детонационной волны является результатом неоднородностей, возникающих в зоне химической реакции, что приводит к пульсирующему режиму распространения детонационного фронта. Для негомогенных твёрдых BB, негладкость детонационного фронта определяется неоднородностью самого исходного ВВ. В газах и в жидких BB неоднородности создаются в процессе детонации. Неустойчивость детонационной волны, приводящей к пульсирующему режиму, обусловлена взаимным влиянием следующих факторов: зависимостью скорости химической реакции и давления от температуры; давления от тепловыделения [5.64]. При определённых соотношениях между этими факторами может возникнуть возможность самораскачивающихся процессов, которые приводят к пульсирующему процессу детонации, к негладкому фронту детонационной волны.

Для жидких BB гладкость или негладкость фронта связана с величиной ? = RTo/Е, которая характеризует главным образом скорость реакции в на-

RT02 с

чальный момент, и величиной 7 = —, определяющей тепловое самоускорение

E Q

реакции (здесь R — универсальная газовая постоянная, То — исходная температура ударного сжатия, E — энергия активации в законе Аррениуса, с — теплоёмкость BB и ПД, Q — удельная изотермическая теплота реакции). В случае нормального теплового взрыва ? <S 1 и 7 1. Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, то имеет место вырожденный взрыв. При вырожденном характере взрыва, устойчивый гладкий фронт детонационной волны более вероятен, чем негладкий фронт [5.78]. В некоторых случаях, увеличивая ? и 7, можно получить из негладкого фронта гладкий, а уменьшая ? и 7, получить обратное явление. Так, при детонации в пересжатом режиме, ? и 7 увеличиваются, и при этом негладкий фронт превращается в гладкий (по опытам с нитрометаном и стехиометрической смесью дихлорэтана и азотной кислоты). Структура передней части негладкого фронта детонационной волны приведена на рис. 5.5, где 1 — прямые ударные волны, сжимающие исходное BB, 2 — поперечные детонационный волны, 3 — пересжатые детонационные волны.
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.