Ударные волны толщина волны

Рис. XI .7. Профиль давления одномерной ударной волны. Гц — скорость ударного фронта относительно несгоревших газов уь (< %) — скорость сгоревших газов относительно несгоревших газов tf — толщина зоны горения.

Изучение быстрых реакций в ударных трубах основано на простых физических явлениях. Некоторые из них полезны для исследования, а другие только затрудняют его. Как только в каком-либо сечении за ударной волной начинает происходить химическая реакция, там сразу возникают градиенты температуры, концентрации и меняется скорость потока. Но поскольку процессы переноса (диффузия, теплопроводность и вязкость) чрезвычайно медленны по сравнению с околозвуковыми скоростями потока за волной, их влияние на зону реакции можно не учитывать. Даже очень большие градиенты во фронте ударной волны не уширяют до макроскопических величин толщину фронта. Охлаждение смеси из-за потери энергии путем излучения не- [c.123]

Общую картину воздействия ударной волны на слой отложений можно представить в следующем виде. Ударная волна падает по нормали к поверхности слоя. Часть ее энергии переходит в волну напряжений, распространяющуюся в глубь слоя. Волна напряжений отражается от жесткой плиты (трубы) и распространяется к открытой поверхности. Если величина напряжения в волне превосходит некоторое значение, характерное для динамического разрыва, то происходит разрушение слоя. В случае когда толщина слоя очень велика, то волна, распространяющаяся в нем, постепенно затухает. Картина усложняется, если размеры системы слой — плита соизмеримы с толщиной волнового фронта. В этом случае возможна интерференция лобовой части волны, отраженной от свободной грани [c.97]

В работе [18] исследовалось поведение слоя сыпучей среды, расположенного на торце вертикальной ударной трубы, под действием нормально падающих УВ. Рассмотрены также УВ, скользящие вдоль слоя, лежащего на нижней поверхности в ударной трубе с внутренним диаметром 50 мм и длиной 3 м. В качестве толкающего газа применялся азот или гелий, в камере низкого давления находился воздух при давлении 0,1 атм. Использовались плексиглас, песок и другие материалы с размером частиц 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 4.5 мм. Создавались слои насыпной плотности с объемной концентрацией частиц от 0.29...0.67. В работе приведены распределения давления на подложке, которые носят осциллирующий характер, что свидетельствует о прохождении и отражении ударных волн и волн разрежения в пористом слое от жесткой стенки, а также комбинированного разрыва между чистым газом и пористым слоем. Длительность превышения давления в первом колебании пропорциональна толщине слоя, а его амплитуда на жесткой границе (торце ударной трубы) в 8 - 9 раз превышает устанавливающееся равновесное при больших временах давление в слое, которое на 10...20 % меньше давления на жесткой стенке без слоя. Авторы указывают на аналогию между задачами о взаимодействии УВ со слоем насыпной плотности и с подложкой из пористого материала. [c.191]

Предположим, что у нас имеется система, в которой все молекулы с координатой д <0 описываются функцией распределения с параметрами, соответствующими свойствам газа далеко впереди фронта ударной волны, а молекулы с координатой О — функцией распределения с параметрами, соответствующими свойствам газа за фронтом ударной волны. Физически это означает, что ударная волна распространяется слева направо. Подобную ситуацию можно смоделировать, разбив область разрыва толщиной порядка нескольких длин свободного пробега на несколько ячеек. В каждой ячейке можно выбрать небольшое число молекул и исследовать их поведение (рассмотреть поведение всех молекул даже в сильно разреженном газе невозможно). Скорости молекул выбираются методом случайных чисел в соответствии с известной функцией распределения Предположим теперь, что эти мо- [c.474]

Авария развивалась следующим образом. В отделении окисления цикло-гексана на одном из реакторов обнаружили большую трещину. Реактор заменили временной обводной линией (байпасной), которая соединяла работающие реакторы. На байпасной линии по обоим ее концам установили трубчатые пружины. Поскольку в батарее каждый реактор находился ниже предыдущего для обеспечения самотека, байпасную линию пришлась согнуть (она была изготовлена из трубы диаметром 0,51 ми опиралась на стойки). Незадолго до аварии производство циклогексана временно было приостановлено. При пуске его байпасная линия оказалась в условиях большего давления, чем в нормальных условиях эксплуатации. Очевидно поэтому обе трубчатые пружины сильно деформировались и сломались. Через разрушенные участки циклогексан, температура которого была выше точки кипения, вырвался наружу и образовал облако диаметром около 200 м толщина облака в некоторых местах достигала 100 м. Через 45 с облако загорелось, по всей вероятности, от печи водородного цеха. Последовавшая за этим мгновенная вспышка от быстрого распространения факела вызвала сильную ударную волну, распространившуюся в течение нескольких секунд. Взрыв произошел на высоте 45 м от уровня земли. Взрывом были разрушены резервуары и конденсаторы, а также здания на территории завода. Пожар охватил территорию в 45000 м высота пламени достигала 100 м. Результаты расследования показали, что в технологическую схему были внесены изменения без согласования с проектировщиками и специалистами соответствующей квалификации. [c.70]

В некоторой точке поверхности фронта волны будут усиливать друг. друга. Таким образом, создается граница, при которой давление, температура и плотность изменяются почти дискретно. Это и составляет продвигающийся ударный фронт, толщина которого примерно равна длине среднего свободного пробега. [c.407]

За системой, находящейся под давлением, необходимо осуществлять постоянное наблюдение. При проведении испытания запрещается повышать давление в испытуемом оборудовании выше установленных норм, устранять любые дефекты, подтягивать гайки, болты, шпильки, а также подчеканивать швы и простукивать завальцовки. Сварные швы стальных аппаратов и трубопроводов простукиваются молотком весом 5—15 И в зависимости от толщины стенки. Трубопроводы из цветных металлов простукиваются деревянным молотком весом не более 8 Н. Наиболее опасны пневматические испытания, так как в случае нарушения целостности стенки аппарата возможно образование воздушной ударной волны. Следует иметь в виду, что пневматические испытания на прочность нельзя проводить в действующих цехах, на эстакадах и в каналах, где уложены трубопроводы, находящиеся в работе. [c.347]

В приведенном выводе не учитывались пространственное затухание ударной волны и движение свободной поверхности при выходе на нее фронта волны. При отражении ударной волны тонкий слой воды толщиной несколько миллиметров, прилегающий к поверхности, оказывается под перепадом давления АР- 2Р , в результате этого свободная поверхность получает начальную вертикальную скорость [c.68]

Скорость распространения ударной волны с зависит от свойств перекачиваемой жидкости, материала, диаметра, толщины стенки трубы и определяется по уравнению [c.64]

В современном представлении детонационная волна, распространяющаяся в горючей газовой среде, является двухслойной. Первый слой представляет собой адиабатическую ударную волну, при прохождении через которую газ сильно разогревается. В химически активном газе разогрев этот, если он достаточно интенсивен, может вызвать воспламенение. В связи с тем что толщина ударной волны ничтожно мала (порядка длины свободного пробега молекулы), в пределах ее процесс горения, по-видимому, развиться не в состоянии. Поэтому область, в которой протекает горение, образует второй, более протяженный, но практически также весьма тонкий слой, примыкающий непосредственно к ударной волне (рис. 5.18). [c.218]

Скорость распространения ударной волны зависит от свойств жидкости и материала трубы, ее диаметра и толщины стенок и определяется по формуле [c.136]

Выше уже отмечалось, что при обтекании тел газодинамическим потоком диссипативные явления, связанные с вязкостью и теплопроводностью, имеют место в тонком слое газа, образующего фронт ударной волны, и в слое газа малой толщины, называемом пограничным, вблизи поверхности обтекаемого тела. Процессы в самом фронте ударной волны изучались мало. В этом, может быть, и не имеется особо большой надобности, так как ввиду малой толщины слоя, в котором осуществляется само явление удара, его можно трактовать как поверхность разрыва физических величин с выполнением при прохождении газа сквозь эту поверхность законов сохранения массы, импульса и энергии. На основе последних, как мы видели, возможно развить феноменологическую теорию ударных волн, весьма полезную для практических целей. Явления в пограничном слое у поверхности обтекаемого тела нельзя уже оставить без подробного рассмотрения, так как процессы трения и теплообмена всецело обусловлены полями скоростей и температур именно в пограничном слое. В нем же могут происходить и другие, более сложные и весьма важные явления образования отрывающихся от тела вихрей и ударных волн. Поэтому теории пограничного слоя было посвящено большое количество работ, начиная с классических исследований Прандтля и Кармана [52], заложивших основы учения [c.230]

Сравнение формул для сопротивления и теплоотдачи для конуса ((57,25) и (57,26)) и пластины ((54,25) и (54,28)) показывает, что характер зависимости этих величин от чисел Я и Р одинаков. Соотношения для трения и теплоотдачи для клина и конуса по форме совпадают с формулами для пластины. Необходимо, однако, подчеркнуть, что для конуса и клина в сверхзвуковых потоках числа Р, Рг и Я и другие относятся к физическим параметрам потока за фронтом ударной волны. В частности, вследствие того, что толщина пограничного слоя мала по сравнению с линейными размерами области потенциального течения за фронтом ударной волны [c.258]

Хрупкие сухие отложения можно удалять методом пневмо-гидравлического удара. Разрушающая отложения ударная волна возникает при разрыве сжатым воздухом гибкой мембраны, установленной на штуцере очищаемого аппарата (рис. 23). Мембраны выполняют из различных материалов и разной толщины (например, из резины толщиной около 20 мм). [c.32]

Другим широко применяемым видом испытания является испытание, при котором для определения восприимчивости В В к детонации обычно используется набор пластин из инертного материала, ослабляющих инициирующую ударную волну. На основе результатов таких испытаний восприимчивость ВВ характеризуют толщиной инертного слоя в сантиметрах или числом пластин, необходимых для такого ослабления инициирующей ударной волны, при котором ВВ не детонирует. Ценность результатов таких экспериментов также повышается, если их представлять в виде минимальной энергии, необходимой для инициирования. Это позволяет количественно оценивать взрывоопасность применительно к нештатным ситуациям, возникающим в полете, или к высокоскоростным ударным воздействиям. [c.57]

При внезапном нагреве (тепловом ударе) поверхности тела возникают механические напряжения, вызванные тепловым расширением материала. При этом излучаются звуковые волны. Если нагрев происходит за очень короткое время (порядка 10 не), то возбуждаются очень высокие частоты и ударные волны. При этом толщина прогреваемого слоя должна быть мала по сравнению с длиной волны звука [552, 1749, 1616]. При этом возникают звуковые волны всех типов. [c.168]

Для контроля слоистых соединений деталей толщиной порядка нескольких миллиметров и менее предпочтительны повышенные частоты (10—15 МГц) и искатели с ударными волнами. На рис. 29.6 показан пример, сопоставимый с рис, 29.5, б, но с меньшим усилением. Различия в звуковой жесткости между железом и медью и между медью и молибденом очень малы, так что при хорошем соединении почти не обнаруживаются эхо-импульсы от граничных слоев. Хорошее соединение показывается наличием эхо-импульса от задней стенки от молибденовой пластинки толщиной 0,5 мм (верхний рисунок). На рис. 29.7 показана соответствующая запись в виде развертки тина С. [c.562]

Измерение толщины слоя ультразвуком возможно только в том случае, если слой существенно отличается по своему звуковому сопротивлению от подложки и не слишком тонок. Обычные покрытия из хрома или никеля на сталях по обеим, этим причинам не могут быть проконтролированы. С применением зхо-импульсных приборов с наивысшей разрешающей способностью в ближнем поле, например работающих с ударными волнами, еще возможно определить слои толщиной не менее [c.634]

Толщина фронта ударной волны очень мала (порядка нескольких длин свободного пробега) и определяется расстоянием, на котором устанавливается термическое равновесие по поступательным и вращательным степеням свободы. Фронт падающей ударной волны уже на расстоянии в несколько диаметров ударной трубы от диафрагмы является достаточно плоским и перпендикулярным к стенкам ударной трубы. Типичное значение кривизны фронта волны — около десятых долей миллиметра на 10 см диаметра. Фронт отраженной ударной волны в начальный момент времени также будет плоским. [c.122]

Рассмотрим некий почти плоский объем в поперечном сечении ударной трубы, предназначенный для наблюдения за степенью химических превращений. Порции газа, ударно-сжатые в различные начальные моменты времени и, следовательно, находящиеся на разных расстояниях от фронта ударной волны, проходят последовательно через это сечение. Обычные значения пространственного и временного разрешения связаны между собой и определяются толщиной плоского слоя в сечении наблюдения и составляют 1 мм и несколько микросекунд соответственно. При экспериментах в отраженных ударных волнах можно считать, что развитие реакции измеряется в одном и том же покоящемся объеме газа, а при измерениях за падающей волной объемы реагирующего газа последовательно проходят через сечение наблюдения. [c.123]

Как уже отмечалось выше, получаемые ударные волны тем сильнее, чем больше перепад давления на мембране и чем выше скорость звука в рабочем газе. Поэтому водород является лучшим толкающим газом, хотя иногда применяется и гелий, ценным качеством которого является его невоспламеняемость. На практике не очень удобно работать с перепадами давления на мембране более чем 10 ООО к 1, так как при этом увеличивается толщина пограничного слоя и явление затухания проявляется в большей степени. [c.144]

Термин дефлаграция обычно используется при описании всех стадий развития пламени, начиная с нормального ламинарного горения и заканчивая комплексом, состоящим из пламени и ударного скачка, возникновение которого непосредственно предшествует образованию жесткой связи между зонами реакции и ударным фронтом в детонационной волне. Термин ударная волна обозначает ударный скачок, толщина фронта которого равна нескольким длинам свободного пробега молекул и в пределах которого происходит резкое увеличение давления и плотности вещества. Первоначальное вьщеление энергии приводит к интенсификации посту пательного и вращательного движения молекул. При протекании детонационных процессов скорость перемещения фронта Ws постоянна, т. к. происходит непрерывное подпитывание энергией. Обычно эта скорость определяется как безразмерная величина с помощью числа Маха = Ж/аь где а —скорость звука перед фронтом и М, > 1. [c.309]

Попытки теоретически рассчитать влияние диаметра трубы на длину преддетонационного участка привели лишь к частичному успеху. Например, предположено, что в случае мелкодисперсных газовзвесей указанное влияние может быть обусловлено смыканием пограничных слоев за ударной волной, генерируемой ускоряющимся пламенем. Простейшая формула, описывающая увеличение толщины турбулентного пограничного слоя 5 в зависимости от расстояния за ударной волной Д имеет следующий вид [c.323]

Проф. Н. Е. Жуковским было установлено, что скорость распространения ударной волны зависит от упругих свойств материала трубы, отношения толщины ее стенок к диаметру, сжимаемости и плотности материала и выражается формулой [c.226]

Выполнено значительное количество работ по выяснению поведения и свойств детонационных и ударных волн. Кистяковский и сотрудники [68] определили толщину волны, изучая поглощение рентгеновских лучей ксеноном. Джилкерсон и Дэвидсон [69] использовали для этой цели иод 1г. В более поздних работах было найдено, что реакционная зона имеет толщину около 5 мм. [c.410]

В таких высокореакт11вных смесях вместо детонационных волн, вероятно, возникал бы более или менее однородный взрыв. Вывод о том, что величина Аж в ударной волне по порядку величины равна нескольким длинам свободного пробега, бросает тень сомнения на законность использования уравнений сплошной среды при описании той части детонационной волны, которая расположена вверх по потоку. Исследование сильных ударных волн в нереагирующих газах, проведенное на базе кинетической теории (например, в работе [ Ч), приводит к значениям толщины ударных волн, которые почти вдвое превышают значения, полученные на базе континуальной теории, и находится в лучшем согласии с очень немногими доступными экспериментальными результатами. В литературе отсутствуют сообщения об исследованиях структуры детонационной волны, выполненных с ирименением кинетической теории, но следует ожидать, что такой ана-льз также приведет к более высоким значениям ширины той части детонационной волны, которая расположена вверх по потоку (ударная волна). Это увеличение не должно существенно изменить другие полученные выше выводы, касающиеся структуры волны. [c.209]

Сравнение результатов счета для никеля и железа, предогав-ленное на рис. 3.5.9 в виде кривых падения давления в ударной волпе по глубине образца, показывает существенное влияние происходящих фазовых превращений в железе на процесс затухания ударной волны. Толщина заряда слабо влияет на затухание максимального давления по глубине как никелевого, так и железного образцов до давлений примерно 10 ГПа, но она заметно влияет па скорость падения давления на поверхности контакта. Естественно, что с увеличепием толщины заряда это падение замедляется. Как видно из эпюр объемного содержания исходной фазы я елеза (рис. 3.5.8), глубина полных фазовых превращений в железе при детонации зарядов ВВ толщиной [c.293]

Наиболее важными из этих компонент являются Ng, Oj, NO, NOg, N, O, 0 , N+, OJ, NO", N , 0" , Og, СО и N. Равновесные концентрации различных компонент воздуха приведены в таблицах [6—9]. Определение излучательпой способпости (для технических расчетов) с учетом всех компонент представляет вычислительную задачу огромной сложности, которая в настоящее время не выполнима, поскольку нет еще всех необходимых спектроскопических постоянных. Тем не менее можно получить некоторое частное решение этой задачи и провести расчет излучательной способности для ряда компонент. Из имеющихся экспериментальных измерений излучательной способности воздуха [1], нагретого ударными волнами, видно, что как спектральная, так и общая излучательные способности для малых значений оптической толщины составляют обычно величину, значительно мепьшую 5% от соответствующей излучательной способности черного тела. Поэтому в рассматриваемом случае ие будет допущено большой ошибки, если для определения вкладов, вносимых отдельными химическими компонентами в обпдую излучательную способность, произвести суммирование спектральных излучательных способ- [c.343]

Одним из перспективных способов улучшения эксплуатационных свойств металлов является облучение поверхности металла мощным ионным пучком (МИП). При облучении металла МИП (площадь облучения 60 — 150 см ) за импульс на поверхности образуется модифицированный слой толщиной 80 — 100 мкм сложного.. состава оплавленный или аморфный 2. .. 5 мкм, быстрозакаленная фаза с высокой плотностью дислокаций и мелкодисперсной структурой, образованной в результате воздействия ударной волны, толщиной 10. .. 30 мкм и слой с измененной границей зерен до 80. .. 100 мкм. После такой обработки микротвердость закаленного металла увеличивается в 1,7. .. 2,2 раза, стойкость в процессе трения образцов по абразиву возрастает в 1,8. .. 2,7 раза, наряду с этим повышаются пластичность и усталостная прочность изделий. Поэтому представляется целесообразным исследовать воздействие МИП и на коррозионную стойкость металла. [c.334]

Неизбежность отставания механического ударного фронта и химической реакционной зоны вытекает из кинетических положений. В стационарной ударной волне, движущейся через газ со сверхзвуковой скоростью (у 10 — 10 см сек), градиент плотности через ударный фронт ограничивается диффузией. Диффузионный поток вещества через ударный фронт толщиной бд равен Бд дх ОАд 8в, где О — средний коэффициент диффузии в ударном фронте, а Ар — изменение плотности. В стационарном состоянии он должен быть равен потоку массыр г и внутрь ударной волны. Таким образом, решая уравнение относительно б , получаем [c.405]

Разрывная мембрана не является устройством, предотвращающим взрывной распад ацетилена, а тем более переход распада в детонацию. Скорость распространения пламени при взрыве, особенно при детонации, настолько велика, что мембрана не успевает сработать, независимо от толщины разрывной пластины . Например. если даже ббльщая часть энергии ударной волны, вызванной детонацией, теряется при срабатывании мембраны, процесс распада все равно продолжается. Поэтому мембраны не применяются как самостоятельные защитные приспособления против взрывного и детонационного распада ацетилена и используются только в сочетании с огнепреградителями. [c.88]

Прн контроле заготовок для изготовления труб большого диаметра часто ставится условие надельного выявления расслоений, расположенных поблизости от поверхности. Если лист доступен для контроля только с одной стороны, то обычные методы контроля оказываются неэффективными — по крайней мере для выявления дефектов, расположенных близко к задней стенке. Для этой цели Шлуснус [1353] использовал способ ударных волн, который в иных случаях применялся для измерения толщины стенки. Расслоения, находящиеся на небольшом расстоянии от стеики, при этом демонстрируются как толш,ина стенки. Трудности еще встречаются в том случае, если расслое- [c.468]

В связи с контролем шва при производстве труб большого диаметра нередко исследуют и исходный материал (полосы или листы) на расслоения и крупные неметаллические включения,. Это обеспечивается одним искателем, который движется вдоль образующей иа вершине спиральношовной трубы, совершая также и колебательное движение, или несколькими неподвижными искателями, расположенными рядом друг с другом на одной образующей. При толщинах стенок 5 мм и более используют совмещенные искатели, а при тонких стенках примерно до 1,5 мм применяют искатели с ударными волнами и входным участком из воды. Кроме того, на полосе или листе перед входом в сварочную машину или во время входа контролируют кромки, поскольку здесь расслоения и включения повлияют на качество формирующегося сварного шва. Исследование основного металла на концах готовой трубы предназначается для той же цели чтобы избежать любого риска при последующем выполнении [c.541]

Целью настоящих исследований явилось изучение влияния дисперсности метаемых ударной волной порошковых материалов на щ>итические условия формирования из них П01фытий, толщину последних и прочность сцепления их с подложкой. Кроме того, в работе исследовалось влияние шероховатости подложки на прочность сцепления офоршфованных взрывом по1фытий. [c.88]

Применялся также второй метод, основанный на стандартном методе испытания детонации перекиси водорода [261, при котором испытуемый материал подвергают действию ударной волны от капсюля-детонатора. В пробирку (из стекла пирекс) размерами 15х 150 мм, содержащую испытуемый материал, опускают апсюль-детонатор № 6 таким образом, чтобы он был наполовину погружен в топливо. Затем пробирку помещают в вертикальный участок высотой 18 см свинцовой трубы с внутренним диаметром 19 мм и толщиной стенки 6 мм, закрепленной на оправке в стальной плите тол щиной 25 мм, после чего капсюль взрывают. Эта методика позволила обнаружить несколько различных типов явлений (рис. 4). [c.121]

G0 -)- Оз либо через слой азота толщиной 6 мм, либо через мощное продольное магнитное или электростатическое поле, в последнем случае у отрицательного его полюса. Этот эффект связан либо с затуханием ударной волны в столбе инертного газа, либо с усиленисзм тепловых потерь вследствие образования конвекционных потоков ионизированного газа в электрическом и магнитном полях [c.352]

СВЯЗЬ между скоростью образования осадка и скоростью разложения исходного вещества, однако выводы требуют еще более строгих доказательств [183]. Исследования показали, как и следовало ожидать, что скорость образования осадка определяется скоростью пиролиза газа лишь в том случае, когда кольцо узкое, скорость разложения невелика, а диффузия идет быстро. Из этих величин можно вывести безразмерный параметр где — константа скорости мономолекулярпой газовой реакции р — половина толщины кольца О — коэффициент диффузии молекул газа. Если этот параметр меньше единицы, скорость образования осадка определяется скоростью разложения газа. С помощью усовершенствованной экспериментальной методики были получены данные по кинетике образования углерода [184], позволившие вычислить значения при разложении метана. С учетом неопределенности величин, полученных для плотности и удельного сопротивления пленок углерода, данные [184] хорошо согласуются с результатами экспериментов в трубе с ударной волной при высоких температурах (рис. 162). [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология