Взаимодействие ударной волны температуры

НИИ давлений по обе стороны диафрагмы, разделяющей секции приводящего и реагирующего газов, химическая ударная труба позволяет достигнуть значительно более высоких температур в канале реагирующего газа, чем описанная выше простая ударная труба, в которой отраженная ударная волна не используется. Охлаждение в химической ударной трубе, если для этого используется отраженная ударная волна, происходит значительно быстрее, чем в простой трубе. Рабочий газ в химической ударной трубе выбрасывается в откачанный резервуар, вследствие чего проба газа, отбираемая вблизи торцовой стенки канала сразу после проведения опыта, содержит только небольшое количество рабочего газа (несколько объемных процентов). В простой ударной трубе рабочий газ составляет сравнительно большую часть газовой пробы вследствие многократного отражения и взаимодействия ударной волны и волны разрежения. Поэтому при применении химической ударной трубы выполнение анализов облегчается и одновременно повышается их точность. [c.309]

Для исследования распределения энергии в зоне соединения при сварке взрывом были поставлены специальные эксперименты [12]. Для сварки подбирались специальные металлы, образующие при соединении термопару, в частности, никель и сталь. Регистрирующий прибор фиксировал электродвижущую силу, возникающую при контакте между метаемой и неподвижной пластинами. Записанная этим прибором кривая напряжение— время на начальном участке имела резкие колебания, которые вызваны взаимодействием ударных волн и волн разрежения, распространяющимся по пластинам. Но примерно через 2-10-5 ек, когда процесс соударения заканчивался, кривая приобретала плавный характер, и оказалось возможным найти зависимость температуры соединения от времени. [c.413]

Первоначально в теориях стационарного распространения пламени детонационная волна рассматривалась в виде плоской волны. Фотографические исследования показали, что зона горения в детонационной волне не является плоской. В силу различных возмущений она теряет устойчивость и изгибается, появляются изломы. Соответственно нарушается устойчивость фронта ударной волны. Взаимодействие возмущений, возникающих в детонационной волне, приводит к неравномерному распределению температуры, образованию очагов очень высокой температуры, появлению пульсаций (пульсирующая детонация). [c.142]

Опыты действия ВД+ДС на бензол показали, что в этих условиях имеют место сложные реакции. Как известно, бензол является простейшим представителем ароматических углеводородов, в котором шестичленное кольцо отличается большой прочностью разрыв бензольного кольца удалось осуществить такими мощными воздействиями, как ударные волны или радиационное излучение. Приложение весьма высокого давления не изменяет строения бензола. Если же подвергнуть бензол сжатию до давления 8 ГПа при 0°С (ниже температуры его плавления, равной 5,5°С) и провести сдвиговую деформацию, то происходит его полимеризация. Этот полимер является при комнатной температуре твердым веществом, темно-окрашенным, нерастворимым в обычных растворителях и разлагающимся при нагревании без плавления. Исследование данного соединения привело к выводу, что в результате действия ВД+ДС на бензол его кольцо раскрывается и образуется высокомолекулярное вещество с полиеновыми связями. Этот полимер сохраняет определенную реакционную способность, ибо при выдержке на воздухе отмечается его взаимодействие с кислородом. [c.227]

В данной статье рассматриваются вопросы, связанные с использованием горючего охлаждающего газа. Такой газ может создавать диффузионное пламя, где при высокой температуре кислород в слое ударной волны, окружающем летательный аппарат, (диффундируя через пограничный слой, непосредственно примыкающий к поверхности аппарата) взаимодействует с поступающим в этот слой горючим газом, В связи с этим возни- [c.108]

Если для нагрева газа используется только падающая или прямая ударная волна, то расчетное определение достигаемой температуры несколько упрощается, так как не требуется учитывать многократного отражения и взаимодействия между различными волнами. Таким образом, если начальное отношение давлений по обе стороны диафрагмы Р2/Р1 достаточно велико,, то энергия прямой ударной волны может быть достаточной для нагрева находящегося за ней газа до температуры, необходимой для данного исследования. Так изучали разложение ацетилена за фронтом прямой ударной волны спектрофотометрическим методом [31, 32]. Введя дополнительную откачанную камеру в конце реакционной зоны, отделенную от нее тонкой диафрагмой, изучали [21] дейтеро-водородный обмен за фронтом прямой ударной волны. По приходе прямой ударной волны к концу трубы в результате импульса давления разрывалась тонкая диафрагма, что вызывало охлаждение реакционной смеси и предотвращало образование отраженной ударной волны. [c.308]

Вследствие весьма малой продолжительности реакции, достигае мой в опытах, проводимых в ударной трубе, непосредственное измерение температуры и продолжительности реакции оказывается невозможным. Эти параметры наряду со скоростями всех волн, показанными на волновой диаграмме (см. рис. 5,г), вычисляют на основании экспериментально измеренной скорости падающей ударной волны. Выведенные для этого уравнения основываются на трех допущениях а)удале-ние диафрагмы происходит мгновенно б) газы являются идеальными и их теплоемкости остаются постоянными в) взаимодействие между газом и стенками реактора отсутствует. Вывод этих уравнений опубликован в литературе [19, 51]. [c.309]

На рис. 4.1 показано сравнение экспериментальных и расчетных концентраций метана СН4 в зависимости от температуры. На этом рисунке и рис. 4.2-4.5 приведены молярно-объемные концентрации реагентов, отнесенные к объемно-молярной концентрации метана в начальном состоянии (до взаимодействия с ударной волной), в моменты времени, соответствующие экспериментальным моментам при различных температурах, т.е. температурам 2200, 2100, 2000, 1900, 1800, 1700, 1600 К соответствует времена теплоподвода 1940, 1780, 1620, [c.297]

Болдырев с Аввакумовым [261] и Бутягин [256] высказали мысль об общности механохимических явлений, к которым они относят также реакции, инициированные ультразвуком, ударными волнами, высоким давлением со сдвигом, коррозию под напряжением, детонацию ударом, криолиз и др. Бутягин [256] определяет механохимию как науку об ускорении и инициировании химических реакций в газах, жидкостях и твердых телах под воздействием упругой энергии. При этом следует иметь в виду, что упругая энергия оказывает влияние на ход взаимодействия не обязательно путем только механического разрыва и деформирования межмолекулярных связей в твердых телах. Можно ожидать, что возникающее при их разрушении излучение и, возможно, кратковременные плазменные температуры в местах контакта соударяющихся частиц, а также высокие локальные давления изменяют кинетику и выход гетерогенных процессов, воздействуя не только на твердую, но и на жидкую и газообразную фазы. [c.297]

При решении ряда задач, связанных с взаимодействием ударных волн, возникающих в процессе горения, с фронтом пламени, необходшао знать состояние среды между ударной волной и фронтом пламени. Обычно, анализируя такой процесс, рассчитывают состояние газа за ударной волной по скорости ударной волны, температуре и давлению газа перед волной. Этот расчет основан на законах сохранения, уравнении состояния газа и на предположении о термодинамическом равновесии газа за ударной волной. Расчет позволяет судить о скорости газа непосредственно за ударной волной, оставляя открытым вопрос о распределении параметров газа между ударной волной и фронтом пламени. Экспериментальное определение скорости газа в этой области приобретает потому особенно большой интерес. На рис. 5 представлена временная развертка распространения ударной волны. Три искусственно созданные оптические неоднородности видны в виде черно-белых линий, идущих сначала параллельно оси времени (среда покоится), а затем отклоняю-1ЦИХСЯ от вертикального направления (газ приходит в движение). По наклону линий можно судить о скорости газа за ударной волной. Тенлерограммы подобного типа позволили выяснить особенности взаимодействия ударной волны с фронтом пламени, распространяющимся за ней [23]. [c.124]

Основными характеристиками источников пучков являются интенсивность формируемого конечного потока, распределение по скорости и диапазон скоростей, который может обеспечивать данное устройство. Очевидно, что область характеристик пучка определяется в основном, варьируемыми рабочими параметрами источника и чувствительностью генерируемого пучка к этим параметрам. Наиболее однозначно определяется влияние начальных параметров на характеристики эффузионных пучков, что послужило причиной использования этих устройств для количественной калибровки детекторов. Существенно более сложная картина обнаруживается в газодинамических пучках, где кроме условий торможения на параметры пучка влияют различные скиммерные взаимодействия, рассеяние сверхзвуковой струи на остаточном газе, взаимодействие ударных волн, сопровождающих расширение газа в вакуум и т. п. явления. В случае примесных пучков необходимо учитывать также эффект проскальзывания, его зависимость от давления торможения и температуры. В малой степени все это относится также и к импульсным пучкам, теория формирования которых в общем виде еще не развита. Существенное значение диагностики пучков, т. е. экспериментального выявления их характеристик, определяется в значительной мере эмпирическим характером описания поведения газодинамических источников. Это относится в полной мере к источникам других типов, таким как лазерная генерация пучков, формирование пучков из продуктов распыления мишеней, а также к роторному ускорению частиц и другим. [c.180]

Опыты по взаимодействию водяных паров, присутствующих в воздухе, с оксидом неодима, предварительно прокаленным при температуре 1200°С, показали, что заметная реакция между ними имеет место только по прошествии 400...500 ч. Если же тонко раздробить массу оксида неодима, то за счет резкого увеличения поверхности реакционная способность Мс120з увеличивается. В аналогичных условиях реакция с парами воды отмечается уже через 40...50 ч, т. е. за время, в 10 раз меньшее. При действии на КагОз ударной волны возникают многочисленные дефекты в кристаллической решетке оксида и реакция его с водяным паром протекает быстро и начинается немедленно после контакта с N(1203 с Н2О. [c.214]

Метод ударной волны имеет особые преимущества в неорганических синтезах, для осуществления которых традиционные методы либо требуют длительного времени, либо не могут быть использованы из-за разложения реагентов или продуктов при высоких температурах, необходимых для данного химического взаимодействия. В этом смысле особый интерес представляют синтезы ферритов, силикатов и гранатов, которые при обычных условиях исключительно трудоемки. Интересным примером, иллюстрирующим эффективность ударного сжатия, является реакция следующего типа 2КХ +PtY2 = K2PtX2Y2, где X и Y — галогены. [c.114]

В ходе исследования диссоциации СОг [676], S2 [68а] и OS [69а] в ударных волнах при повышенных давлениях удалось достичь областей высокого давления этих реакций. Низкие предэкспоненциальные множители констант скоростей (табл. 1.7) указывают, что реакции протекают по спиновозапрещенному пути. Анализ этих данных, подобный проведенному в работах [66е], приводит к выводу, что для реакций с отрывом атомов кислорода матричные элементы электронных переходов по порядку величины равны приблизительно 0,1 ккал/моль (0,4 кДж/моль), а в случае отрыва атомов серы они больше. Эти значения согласуются с измеренными величинами спин-ор-битального взаимодействия атомов О и S. Вероятности синглет-триплетных переходов для реакций с отрывом атомов О и S, определенные из табл. 1.7 и усредненные по температуре, также различны Ю — 10 для атомов О и — 10 для атомов S. [c.53]

Объяснение аномально коротких периодов индукции, по-ви-димому, нужно искать в газодинамических явлениях в ударных трубах [58, 59]. Из независимых экспериментов известно, что газ за отраженной ударной волной испытывает дополнительный подогрев, постоянно возрастающий по мере удаления от торца ударной трубы [90, 91]. Это явление связано главным образом с взаимодействием отраженной ударной волны с развивающимся за падающей ударной волной пограничным слоем и наиболее отчетливо выражено в газовых смесях с малой величиной отношения удельных теплоемкостей у. Несомненное влияние этого вида газодинамической неидеальностн в ударных волнах на значительное уменьшение задержек воспламенения против ожидаемых величин видно на шлирен-фотографиях воспламенения в неразбавленных водородно-кислородных смесях. Оказалось, что первоначальное воспламенение происходит не вблизи торца ударной трубы, где газ нагревается раньше других слоев, а на некотором удалении от торца [58, 59]. В настоящее время можно сделать по крайней мере один вывод, что эксперименты на ударных трубах не обеспечивают правильного и надежного способа изучения медленного режима воспламенения смеси водорода с кислородом при низких температурах и высоких давлениях вследствие очень неблагоприятного сочетания больших химических задержек воспламенения с исключительно сильной зависимостью их от температуры. Следовательно, пока нельзя извлечь полезной информации о реакциях (т) и ( ) из экспериментов на ударных трубах. И даже данные о величине й/, полученные в опытах на ударных трубах малого диаметра для неразбавленных смесей Нг—Ог [46, 71], нельзя считать достоверными, поскольку в них не наблюдались явления, отмеченные на рис. 2.10. [c.171]

Основные научные работы посвящены изучению структуры молекул методом спектроскопии. Изучал структуру и спектры молекулярных кристаллов, структуру ударной волны, очень быстрые химические реакции, происходящие при высоких температурах, явления взрыва. Исследовал эффект слабого взаимодействия в молекулярных кристаллах и корреляцию между симметрией свободной молекулы, локальной симметрией молекулы и симметрией кристалла. Разработал метод изоморфного замещения. Изучал кинетику диссоциации двухатомных и простых полиатомных молекул под действием ударной волиы при высоких температурах. Использовал комбинацию метода ударной волны и импульсного фотолиза для определения скорости рекомбинации атомов при очень высоких температурах. [c.545]

По мере понижения давления возникают значительные перегревы жидкости, уменьщается число центров парообразования, растут паузы между возншшовением паровых пузырей (вплоть до нескольких минут), их образование приобре ае1 взрьшообразный характер с выбросом кипящей жидкости из аппарата [152], снижается коэффициент теплоотдачи (для воды при Р = 2 кПа — в 4-5 раз по сравнению с атмосферным давлением) [54]. Взрывообразный характер кипения сопровождается образованием ударных волн с большим градиентом давления, которые при взаимодействии с поверхностью частиц интенсифицируют в них фильтрационный перенос экстрагента. Вместе с тем с понижением давления снижается температура кипящей жидкости, повышается ее вязкость, уменьшается скорость молекулярной диффузии и растут затраты на создание вакуума. Согласно имеющимся экспериментальным данным, скорость экстрагирования 1шдает с понижением температуры вакуумного кипения. При извлечении флавоноидов из травы зверобоя водным раствором этанола в течение одного часа уменьшение температуры кипения с 40 до 20 °С сопровождалось снижением выхода в 2,15 раза, а с 60 до 20 °С — в 3,2 раза [49]. Таким образом, если применение низко- [c.499]

Большое внимание в последние годы уделяется применению в пиролитических устройствах лазерной техники. Условия лазерного пиролиза существенно отличаются от термического, поскольку лазер обеспечивает проведение контролируемого пиролиза. С его помощью излучение определенной длины волны заданной энергии в течение очень короткого времени может быть направлено на ограниченную область материала пробы излучение импульсного лазера (например, с использованием рубинового или ниобиевого стекла) фокусируется и направляется на анализируемый объект. Продолжительность импульса обычно составляет около 0,001 с, а энергия — около 5 Дж/импульс [213]. Если эта энергия фокусируется на пятне диаметром 0,1 см, то плотность излучения составляет -6,4-10 Вт/см [206, с. 235]. Определенная часть этой энергии поглощается пиролизуемым образцом. Обсуждалось несколько механизмов этого процесса по-видимому, наилучшим образом описывает этот процесс полифотонная абсорбция [214]. В результате абсорбции часть пиролизуемого образца переходит в плазменное состояние. В процессе взаимодействия лазерного импульса с веществом образовавшийся плазменный факел растет в направлении лазерного удара. Скорость роста факела в вакууме составляет 10 см/с. Высокое давление, возникающее в плазме, порождает ударную волну, действующую на образец. По имеющимся оценкам температура возникающей плазмы составляет более 10 К [215, 216]. Эти процессы, в том числе рост факела и его угасание, протекают за время примерно 0,001 с. В этих условиях происходят химические превращения вещества, сопровождающиеся образованием значительных количеств летучих продуктов. Часть этих продуктов образуется в плазме, часть — как результат термического удара — в веществе. [c.149]

Многие авторы использовали лазер с модулированной добротностью (гигантский импульсный лазер), однако предпочтительнее использовать лазер с нормальной импульсной модой, поскольку это эквивалентно очень быстрым термическим импульсам. Даже несмотря на то, что лазеры с модулированной добротностью дают более мощные потоки, количество испаряемого материала все-таки меньше. Энергия луча лазера, поглощенная твердым телом, расходуется на увеличение температуры материала до температуры кипения и на теплоту испарения. Если время, необходимое для повышения температуры вещества до его испарения (10 —10 с), сравнимо с шириной импульса лазера, то испарение не наблюдается (Анисимов и др., 1967 Реди, 1965). Уменьшение испарения может быть вызвано поглощением фотонов плазмой с высокой электронной плотностью, образующейся при взаимодействии лазер—твердое тело (Афанасьев, Крохин 1967 Оповер и др. 1967). Ударная волна может проникать в твердое тело в результате расширения плазмы (Карузо и др. 1966), и это тоже приводит к образованию частиц пара. В некоторых случаях заметного испарения не происходит, несмотря на то что образуется кратер. В таких экспериментах обычно наблюдались признаки плавления материала. [c.425]

Броут [96], применив приближенный квантовомеханический метод, рассчитал эффективность релаксации более тяжелых гомоядерных двухатомных молекул. Оказалось, что средняя вероятность перехода равна - ( о/го) где do—межъядерное расстояние в молекуле, го — кинетический диаметр соударения. Интересно выяснить происхождение этого исключительно простого результата. При повышении температуры увеличивается диапазон заселенных вращательных уровней и расстояние между ними и возрастает скорость соударения. Первый фактор понижает вероятность обмена, второй увеличивает, и в результате вероятность не зависит от температуры. Независимость вероятности обмена от массы молекулы также вытекает из противоположного действия двух факторов первый— возрастание вероятности при увеличении массы молекулы и соответствующем сближении вращательных уровней второй — понижение вероятности из-за уменьшения скорости соударения при увеличении массы молекулы. Поскольку время соударения всегда намного меньше периода вращения молекулы, вероятность перехода не зависит от межмолекулярного потенциала. Расчетные значения Z p равны 17 для Ог и 23 для N2. Они превышают опытные данные , 5,3 для N2 и 4,1 для О2 (ультразвуковая дисперсия [97]), а также 4,7 для N2 и 4,1 для Ог (ультразвуковое поглощение [98]). По измерениям в ударных волнах [94] Zsp = 5 для N2. Диполь-дипольное взаимодействие также повышает эффективность вращательной релаксации молекул газа с относительно большим молекулярным весом так, для молекулы N0, которая по ряду признаков [c.270]

Рассмотрим движение двухфазной среды, когда можно пренебречь относительным движением фаз и несовпадением их температур, т. е. можно использовать так называемое односкоростное и однотемпературное приближение. Как уже указывалось, эффекты движения фаз с разными скоростями часто являются несущественными при интенсивных течениях пузырьковых газо-или парожидкостных смесей. Кроме того, в смесях конденсированных фаз (композиционные материалы, двухфазные смеси, которые возникают из-за полиморфных превращений в твердых телах, инициируемых сильными ударными волнами (см. гл. 3)) часто силы межфазного взаимодействия и сцепления, а также интенсивности межфазного теплообмена на границах зерен, включений, волокон настолько велики, что средним смещением фаз друг относительно друга и несовпадением их средних температур можно пренебречь [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология