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 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 394 >> Следующая


2. принцип экстремума характеристических функций, сформулированный Дж. Гиббсом [6.5];

3. термодинамическое уравнение состояния реальных газов (ПД), справедливое

6.3. Термодинамический расчет

143

в широком диапазоне давлений и температур (см. обзоры [6.24]-[6.26], а также п. 5.5).

К настоящему времени разработан и широко используется целый ряд численных методик и программ для ЭВМ (термокодов), предназначеных для термодинамических расчетов детонации конденсированных BB, например FORTRAN BKW [6.27], RUBY, TIGER, PANDA, CHEQ, CHEETAH [6.28, 6.29], MES [6.30], ARPEGE [6.31], QUATUOR и ряд других (см. работы [6.29]-[6.45]). В них использованы классическая гидродинамическая модель детонации и методы расчета химического равновесия, основанные на принципе минимизации термодинамических потенциалов — энергии Гиббса или Гельмгольца, а многообразие методик и программ связано с применением различных видов уравнений состояния газообразных и конденсированных компонентов ПД, особенностями банков термоданных, алгоритмов и приемов программирования, необходимых для решения конкретных задач.

Ниже приводится лишь краткое описание методики расчета, равработанной авторами [6.27, 6.28], и результаты термодинамического моделирования, выполненного по данной и некоторым другим методикам применительно к BB различного элементарного состава и начальной плотности, что представляет интерес с точки зрения управления параметрами детонации BB при их практическом использовании. В связи с широким диапазоном изменения термодинамических параметров ПД (от предельно высоких, отвечающих детонации конденсированных BB, до идеальногазовых взрывчатых систем) и элементарного состава BB, потребовалась модификация известных термодинамических методов [6.26, 6.38] и разработка более универсальных алгоритма и программы расчета [6.38]. При этом особое внимание уделяли выбору уравнения состояния газообразных ПД, правилу отбора и фазовому состоянию конденсированных компонентов ПД (в частности, углерода, который в соответствии с диаграммой фазового состояния при высоких давлениях может находиться как в форме графита, так и алмаза [6.46]), а также характеру зависимости определяемых параметров от начальной плотности BB ро во всем диапазоне ее изменения для конденсированных ВВ.

Методика расчета

Рассмотрим одномерное стационарное распространение по заряду BB плоской детонационной волны в режиме идеальной детонации. Предположим, что в плоскости Чепмена-Жуге, для которой выполняется условие равенства скорости потока местной скорости звука (в системе координат, связанной с фронтом), продукты детонации находятся в химическом и фазовом равновесии, газообразная и конденсированная фазы имеют одинаковую массовую скорость, давление и температуру, а удельный объем и внутренняя энергия смеси определяются по правилу аддитивности.

Для расчета параметров фронта детонационной волны (параметров в плоскости Чепмена-Жуге ДВ) используем уравнения сохранения массы, импульса и энергии, согласно гидродинамической модели [6.3]:

дополненные уравнениями состояния ПД в термическом и калорическом виде (рассматривались в п. 5.5 и будут дополнительно проанализированы ниже) и условием устойчивости детонации (условием Чепмена-Жуге), которое будем использовать

PoD = Ph(D - ин); Рн -Po = PoDuh;

Hh-H0 = ^(рн -Po)(Vo + vH)

(6.31) (6.32)

(6.33)

144

6. Термохимия и термодинамика

в форме минимума скорости нормальной детонации на адиабате Гюгонио, т.е.

D = Dmin (6.34)

(что аналогично условию минимума энтропии на детонационной адиабате в точке Чепмена-Жуге, а также другой наиболее широко распространенной форме: D — ин = сн, т.е. условию равенства скорости потока равновесных ПД относительно фронта местной скорости звука ся).

Здесь Vo = 1/ро,Po, H0 — начальный удельный объем, начальное давление и полная удельная энтальпия исходного BB соответственно; D — скорость детонации; Vh = 1/рн, Рн, ин, Hh — удельный объем, давление, массовая скорость и полная удельная энтальпия ПД в плоскости Чепмена-Жуге соответственно.

Заметим, что уравнение адиабаты Гюгонио (6.33) часто использовалось и в предыдущей главе (гл. 5), но записывалось в виде

Eh-E0 = ^(Ph+ Po)(«о - vH), или (6.35а)

Eh-E0 = |(ря + Po)(v0 - vh) + Q, (6.35Ь)

где Ен и E0 — полные удельные внутренние энергии, соответственно, ПД в плоскости Чепмена-Жуге и исходного BB, в первом случае (6.35а) включающие (также как и в случае полных энтальпий) соответствующие химические составляющие — энтальпии образования, а во втором нет. В уравнениях (6.35b) E включает только упругую и тепловую составляющие внутренней энергии (к этому уравнению мы вернемся еще чуть ниже).

Запись (6.35а) можно преобразовать путем введения полных энтальпий H (H = E + pv) к исходному виду (6.33), в котором закон сохранения энергии был сформулирован и непосредственно использовался в классической теории [6.3]. В случае газообразных BB и газовзвесей, ПД которых описывается уравнением состояния в форме идеального газа, такая запись (6.33) всегда предпочтительнее (6.35а), поскольку в современных справочниках по термодинамическим свойствам индивидуальных веществ [6.11, 6.12], как правило, приводятся значения полных энтальпий (а не внутренних энергии) в идеальном состоянии:
Предыдущая << 1 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.