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
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Физика взрыва. Т.2 - Орленко Л.П.
Орленко Л.П. Физика взрыва. Т.2. Под редакцией Орленко Л.П. — M.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 654 c.
ISBN 5-9221-0220-6
Скачать (прямая ссылка): orlfizvzrvt22002.djvu
Предыдущая << 1 .. 233 234 235 236 237 238 < 239 > 240 241 242 243 244 245 .. 309 >> Следующая


19.4. Диссипативные процессы в ударных волнах в различных

средах

1. Удельная диссипативная энергия. Во фронте ударной волны, распространяющейся в любой среде (газ, жидкость, твердое тело), происходит возрастание энтропии среды, что свидетельствует о наличии в ударной волне диссипации энергии (см. п. 4.2). Чем выше амплитуда ударной волны, тем больше величина необратимых тепловых потерь энергии.

Необратимые потери энергии в ударной волне происходят в тонком слое вещества (во фронте ударной волны), ширина которого имеет порядок длины свободного пробега молекул. Наличие диссипативных процессов во фронте ударной волны связано с проявлением таких свойств вещества, как вязкость и теплопроводность. Величина скачка параметров ударной волны р, р, и подчиняется уравнениям сохранения массы, импульса и энергии для вещества без прочности

?>?>^p(B -и), P-Po = PoDu, E-E0 = ^4r^(f0 - *>). (19.158)

а

Эти уравнения справедливы, если среда перед фронтом ударной волны покоится.

Ширина фронта ударной волны может быть определена с использованием свойств вязкости и теплопроводности вещества, причем эти свойства необходимо учесть только в зоне фронта ударной волны. Ширина фронта ударной волны

19,4- Диссиштивпые процессы в ударных волнах

устанавливается такой, чтобы увеличение энтропии соответствовало уравнениям (19.158), которые выводятся независимо от ширины фронта ударной волны. Уравнения (19.158) могут использоваться для газа, жидкости и твердых тел, в последнем случае при больших давлениях (см, п. 19.2. ). Справедливы эти уравнения и для идеального газа, лишенного вязкости и теплопроводности. В последнем случае из уравнений (19.158) также следует увеличение энтропии, и, следовательно, наличие необратимых диссипативных потерь энергии. Истинный механизм диссипации энергии заключается в наличии свойств вязкости и теплопроводности в газе, заключенном во фронте ударной волны, хотя за пределами этой зоны газ и лишен вязкости и теплопроводности. Основную роль в диссипативном механизме при ударном сжатии играет вязкость. Вязкость определяет необратимое превращение части кинетической энергии ударной волны в тепло, т.е. переход энергии направленного движения молекул вещества в энергию хаотического движения. Теплопроводность же определяет переход тепла (энергии хаотического движения) из одного места в другое.

Определим величину удельных необратимых потерь энергии Д.Еп в ударной волне в идеальной среде.

При ударном сжатии единице массы вещества сообщается энергия

(19.159)

где Eq1 ро, Vq — удельная внутренняя энергия, давление и удельный объем невозмущенного вещества перед фронтом ударной волны; Е, р, v — удельная внутренняя энергия, давление и удельный объем вещества во фронте ударной волны после ударного сжатия.

При изоэнтропийной разгрузке после ударного сжатия изоэнтропа (линия bSk, рис 19.59) лежит выше ударной адиабаты (линия ЬНс). Энтропия вещества вдоль изоэнтропы bSk постоянна и равна энтропии вещества, соответствующего точке Ь на ударной адиабате. Разгрузка вещества после ударного сжатия происходит вдоль изоэнтропы до тех пор, пока давление в веществе не станет равно начальному, т.е. ро* При изоэнтропийном расширении вещества совершается работа , величина которой определяется с помощью первого начала термодинамики?

TdS = dE+pdv. (19.160)

Поскольку в этом случае S = const и dS == O3 то

Рис* 19.59. Ударная адиабата H и изоэнтропа разгрузки S

(19.161)

где Ek — удельная внутренняя энергия вещества после разгрузки до начального давления ро (точка А; на рис. 19.59).

Величина энергии при ударном сжатии определяется с помощью уравнения (19.159). Такой энергией обладает вещество, параметры которого соответствуют точке Ь (рис 19.59) на ударной адиабате. С помощью уравнений (19.159) и (19.161)

17 _

508

19, Взрыв в твердых телах

получим удельную величину необратимых потерь энергии

Vk

АЕц = Ек-Е0 = ^p(Vq - «) - J (pdv)s. (19.162)

I- . I'

Следовательно, величина удельной энергии AEu равна разности между увеличением внутренней энергии при ударном сжатии E — Eq = (р + Po)(^o — v)/2 и работой вещества при разгрузке от ударного давления р до начального давления Po (рис. 19.59).

Увеличение внутренней энергии при ударном сжатии E — Eq = (р -f Po)(^o — v)/2 равно площади трапеции abc/, а работа при изоэнтропийной разгрузке E — Ek = к (pdv)s равна площади под изоэнтропой, т.е. площади abkd (рис. 19.59) 1^.

Следовательно, разница между верхней (bMeS) и нижней (fcekd) заштрихованными площадями на рис. 19.59 равна величине удельных потерь энергии АЕц-Из формулы (19.162) следует, что величина AEn равна разности между внутренней энергией единицы массы после разгрузки (точка к на рис 19.59) и внутренней энергией этой же единицы массы до ударного Сжатия (точка с). Вещество до ударного сжатия (точка с) имело давление ро, удельный объем Vq и температуру То; поете ударного сжатия и изоэнтропийной разгрузки вещество перешло в новое состояние с давлением Pq1 удельным объемом Vk > Vq и температурой Tk > Tq.
Предыдущая << 1 .. 233 234 235 236 237 238 < 239 > 240 241 242 243 244 245 .. 309 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.