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 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 394 >> Следующая


Щ = ph = к + 1 (5 23)

Vh Po к

Комбинируя (5.17) и (5.23), и считая, что ро рн и Eq Eh, получим

p„=2(fc-I)P0Q. (5.24)

Подставляя полученное значение в уравнение (5.16) и пренебрегая ро, найдём

D = у/2(к2 - I)Q. (5.25)

Согласно уравнению состояния

Тн = ES^iLj0 = PflVfl

PqV0 Cv(k-1)'

Заменяя рн и Vh их значениями из (5.24) и (5.23), получим

2к Q _ 2к k + lcv * к + 1

Th = TTT - = Т-ГТ^ехр, (5.26)

где Гехр — температура реакции взрывчатого разложения смеси.

Непосредственно используя уравнения (5.21), (5.25) и пренебрегая с2,, малым по сравнению с D2, получим

Имея в виду, что Q = с„Тя = PHVn/ik — 1), и учитывая выражение (5.26) для

Th, уравнение (5.25) можно представить в следующем виде: D = —;—у/кпКГн,

к

или, поскольку nR = (1000/Мя) • 0,848 • 9,81 (Мн — средний молекулярный вес продуктов детонации), то

—Th. (5.28)

Из последних уравнений видно, что скорость детонации превышает скорость звука в сжатых продуктах детонации в (к + 1)/к раз и, при прочих равных условиях, увеличивается с увеличением числа молей в единице массы прореагировавшего вещества п (или со снижением среднего молекулярного веса Мн). Для газовых смесей максимальное значение множителя (к + 1)/к не превышает двух.

На основании уравнений (4.30) и (5.21) легко оценить соотношения между давлением во фронте ударной и детонационной волн при одинаковой скорости

их распространения D. Для ударной волны рв — Pi = т-гРо-*2 (1 ~ ) • Для

к + 1 \ и1)

PoD2 (л с% \

детонационной волны рн — Po = т-7 I 1 ~ т^г •

к + 1 V D1 J

(рв — Pi)

Следовательно, у--- = 2 или р_ = 2ря- Аналогично из (4.31) и (5.21)

(Рн - Po)

находим, что Vb = 2vh — Vo-

5.3. Вычисление параметров детонационных волн в газовых системах

91

Эти результаты ещё раз указывают на то, что во фронте детонационной волны, при выделении тепла, происходит расширение продуктов реакции, вследствие чего давление непосредственно позади зоны превращения почти в два раза меньше, чем в исходном веществе при сжатии его ударной волной.

Таблица 5.1

Параметры детонационных волн в газовых смесях.

Взрывчатая
T10K
Vo
рн
D, м/с

смесь
Vh
po
рассчитанная
измеренная

2H2+ O2
3960
1,88
17,5
2630
2819

CH4 + 2O2
4080
1,90
27,4
2220
2257

2C2H2+ 5O2
5570
1,84
54,5
3090
2961

(2Н2+02) +5O2
2600
1,79
14,4
1690
1700

В табл. 5.1 приведены результаты Жуге по определению скорости детонации и других параметров во фронте детонационной волны для некоторых газовых смесей путём расчёта. Несмотря на то, что Жуге в своё время пользовался недостаточно точными данными о зависимости теплоёмкости газов от температуры, согласие между рассчитанными и измеренными значениями^ скоростей детонации вполне удовлетворительное.

Аналогичные расчёты для гремучего газа с добавками других газов и с учётом степени диссоциации продуктов взрыва при температуре детонации Тц приведены в табл. 5.2. Из таблицы видно, что скорость детонации газовой смеси существенно зависит от природы добавляемого газа. Добавка азота и кислорода снижает скорость детонации. Добавка же H2 приводит к значительному повышению скорости детонации, несмотря на то, что температура детонирующей смеси при этом заметно падает. Эти факты хорошо согласуются с теорией. В самом деле, выражение

Таблица 5.2

Скорость детонации гремучего газа с различными примесями.

Взрывчатая
рн
Т,°К
D, м/с

смесь
po
рассчитанная
измеренная

2H2+ O2
18,0
3583
2806
2819

(2H2+ O2) + O2
17,4
3390
2302
2314

(2H2+ O2) + 4H2
16,0
2976
3627
3527

(2H2+ O2) +N2
17,4
3367
2378
2407

(2H2+ O2) + 3N2
15,6
3003
2033
2055

(2H2+ O2) + 1,5Ar
17,6
3412
2117
1950

(5.28) показывает, что скорость детонации зависит не только от температуры, но и от среднего молекулярного веса продуктов детонации. Добавки водорода и гелия, имеющие меньший молекулярный вес, чем пары НгО, образующиеся при детонации гремучей смеси, должны поэтому, до известного предела, приводить к повышению скорости детонации.

Влияние плотности газа на скорость детонации. До сих пор мы все параметры детонационной волны рассчитывали, исходя из уравнения идеального газа. Для газовых смесей, в исходном состоянии находящихся при атмосферном

4*

92

5. Теория детонационной волны.

давлении, это справедливо, так как в детонационной волне плотность продуктов взрыва увеличивается не более чем в два раза, а давление во фронте волны не превышает нескольких десятков атмосфер. Если, однако, принимать продукты детонации за идеальный газ, то величины Dh, ин и Th не будут зависеть от начальной плотности газовой смеси. Опыт показывает, что для газовых смесей, в исходном состоянии находящихся при относительно небольших давлениях, эти результаты теории подтверждаются. Так, по данным Диксона, при повышении давления смеси 2H2 + O2 с 760 до 1500 мм рт. ст., скорость детонации увеличивается лишь весьма незначительно, а именно с 2821 до 2872 м/с. Однако для газов, обладающих повышенной плотностью, т.е. находящихся под достаточно высоким начальным давлением, уравнение Клапейрона является уже неприемлемым; начальная плотность газа начинает заметно сказываться на величине скорости детонации. Так, по данным Ле-Шателье, при повышении давления ацетиленовых смесей с 5 до ЗОатм, скорость детонации увеличивается с 1000 до 1600 м/с. Если принять для газовых смесей уравнение состояния Абеля
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.