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 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 394 >> Следующая


Критические условия, при которых реакционная зона еще может находится і стационарном состоянии и быть внешне похожей на обычные вещества, не способ ные взрываться, определены Семеновым [8.8] при Bi <t; 1, Франк-Каменецким [8.S при Bi 3> 1 и затем Мержановым и Барзыкиным [8.10] для произвольны Bi. В этих работах рассматривается стационарная (в тепловом отношении) зон реакции с моделью кинетики нулевого порядка — fw(w) = 1. В противном случа невозможно условие стационарности распределения температуры.

При Bi <S 1 распределение температуры в BB несущественно и (8.1) можно зг менить уравнением теплового баланса CpVdT/dt = QpVzexp{—E/(RT)} —Sa(T-Tt) при dT/dt = 0, где и V и S — объем реакционной зоны и площадь поверхност теплоотдачи. Из рассмотрения температурных зависимостей скорости теплоприхс да (первое слагаемое) и скорости теплоотвода (второе слагаемое)Н. Н. Семеновы было получено критическое, или предельное, условие стационарности в случг очень малых значений числа Аррениуса (Ar = RTt/E 0).

QpzEexp{-E/RTTcr} _ о _ I (Л .

ТСг — Тт er

RTtJE

вег = 1. (8,

Если температура теплоносителя 2т превышает Ттсг, найденное по (8.3), і скорость теплоприхода будет превышать скорость теплоотвода, и заряд буді

8.2.

Чувствительность взрывчатых веществ к тепловому воздействию.

197

прогрессирующе саморазогреваться до взрывных скоростей реакции, т.е. самовоспламеняться. Из (8.4) следует, что реакционная зона может разогреваться без последующего самовоспламенения только до критической температуры Тсг. Максимально возможной для стационарного состояния реакционной зоны саморазогрев ДТСГ очень мал:

АТСГ = Тсг - Ттст = Ar ¦ Ттст < Ттст- (8.5)

Безразмерная величина в левой части (8.3), в случае подстановки вместо Ттсг произвольной температуры Тт, в соответствии с [8.6] называется критерием Семенова — Se.

При Bi —> со предельно высокая интенсивность внешней теплопередачи (по сравнению с теплопередачей внутри реакционной зоны) приводит к реализации на поверхности заряда граничных условий первого рода (температура поверхности заряда Ts постоянна и равна Тт). Введя в рассмотрение параметр, получивший в последствии его имя и обозначение Fk:

Fk-.??C_I_ /Rtf

Лт (СКГЦQEz)exv {EjBTtY

Франк-Каменецкий при предельно малых значениях числа Аррениуса Ar = О (в соответствии с замечанием Семенова) преобразовал (8.1) к простейшему уравнению для стационарности распределения температуры (дТ/dt = O) в реакционной зоне:

^ + 7- + FfcexPe = 0; (^=о = 0; в{=1 = 0.

Предельное, критическое условие для нахождения критической температуры на поверхности заряда Ттсг, при котором распределение 0(f) стационарно, имеет вид Fk = Fkcr. При этом температура в центре заряда имеет критическое значение Tcr = Ттсг{@сгКТтсг/E + 1). Значения критических параметров равны: Fkcr = 0,88; в„ = 1,2 при га = 0; Fkcr = 2,00; вст = 1,37 при га = 1; Fkcr = 3,32; всг = 1,60 при тп = 2. Выражение (8.6) является общеупотребительным критерием теплового взрыва. Понимать его следует так: если при подстановке всех параметров, определяющих Fk мы получим Fk < Fkcr, то воспламенение не будет; при Fk > Fkcr произойдет воспламенение.

Для произвольных значений числа Био (0 < Bi < со) критическое условие можно записать в виде Fkcr = Fk^ ¦ <p(Bi), где Fk™ — вышеприведенное критическое значение числа Франк-Каменецкого для соответствующей геометрической формы заряда при Bi = со. Функция ф(Вг) не зависит от формы заряда:

«flO = (f) (^«-«),,(2^^-"-»}.

Если заряд BB оказывается в состоянии, не удовлетворяющем условию стационарности реакции, то спустя период индукции Ugn происходит его воспламенение. Для нахождения U9n необходимо пользоваться нестационарной теорией теплового взрыва. Эта теория базируется на модели Семенова с уравнением теплового баланса (естественно, с учетом дТ/'dt ф 0), но с кинетикой не только нулевого порядка, либо на решении системы (8.1), (8.2). В общем случае используется численное интегрирование. Однако в рамках модели Семенова (Bi <SC 1; Se —> oo;fw(w) = 1) для адиабатических условий протекания реакции, сначала Тодес [8.11], а затем

198

8. Чувствительность взрывчатых веществ

Франк-Каменецкий, смогли получить аналитическое решение для задержки воспламенения.

Здесь Td = CRT2 KQE) — число Тодеса. Оно определяет во сколько раз tad меньше характерного времени изотермического разложения BB при T = Tin. Если Td <SC 1 и Ar С 1, то степень разложения BB за время tad пренебрежимо мала (w 1), а разогрев реакционной зоны в течении почти всего периода индукции много меньше максимума разогрева в момент ia<j. Величина критического саморазогрева Тег — Ттст (много меньшая Ттсг) достигается за время 0,633ia(j. Если неравенства Td « 1 и Ar < 1 не выполняются, то процесс саморазогрева не является скачкообразным, и тепловой взрыв называется вырожденным. Сравнивая выражения для tad и чисел Семенова, Франк-Каменецкого, нетрудно увидеть, что последние представляют собой отношение времени тепловой релаксации реакционной зоны (при ньютоновском теплообмене для Se и кондуктивном теплообмене для Fk) к времени полного тепловыделения в адиабатических условиях. Числа Se и Fk отражают основную идею теплового взрыва.
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 394 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.