Плоская ударная волна

Плоская ударная волна в гиперзвуковом течении [c.110]

ПЛОСКАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА В ГИПЕРЗВУКОВОМ ТЕЧЕНИИ [c.111]

Рассмотрим явление детонации в условиях одноразмерной задачи. В этом случае для плоской ударной волны по известному соотношению (15) гл, III произведение скоростей газа относи- [c.218]

Остановимся теперь на соотношениях, характеризующих плоскую ударную волну, возникающую при обтекании с гиперзвуковой скоростью вогнутого тупого угла. В плоской косой ударной волне изменение плотности, согласно (47) гл. 1П, будет [c.110]

Ударная труба, по существу, является устройством, в котором в результате внезапного разрыва мембраны, разделяющей газы под высоким и низким давлениями, образуется плоская ударная волна. Камера низкого давления трубы (I 4—6) наполняется исследуемым газом, а камера высокого давления (I 1—2 м) — толкающим газом, обычно водородом или гелием. При разрыве мембраны волна сжатия, распространяющаяся в камере с исследуемым газом, быстро превращается в ударную волну. Одновременно в камеру высокого давления движется волна разрежения (или волна расширения). Область непосредственного раздела между толкающим и исследуемым газами называется поверхностью контактного разрыва или контактной поверхностью . Ударная волна в исследуемом газе характеризуется резким перепадом давления во фронте и высокой температурой. В идеальных условиях температура газа возрастает во фронте скачком от начальной комнатной температуры до достаточно большого значения (1000—15 ООО К) и остается неизменной вплоть до контактной поверхности. Зона нагретого газа имеет протяженность в несколько десятков сантиметров и существует в течение нескольких сотен микросекунд. [c.353]

ПЛОСКАЯ УДАРНАЯ ВОЛНА [c.327]

Уравнения для расчета плоской ударной волны [c.208]

УРАВНЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ПЛОСКОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ 209 [c.209]

Была отработана методика создания в исследуемом веществе плоской ударной волны низкой интенсивности. Для создания давлений 1—10 кбар использовали воздушную ударную волну, возникающую от детонации сферического заряда ТГ 50/50. Более сильные волны создавали детонацией цилиндрического заряда из смеси тротила с поваренной солью, который контактировал с исследуемым веществом. Волны различной интенсивности получали путем изменения расстояния от образца до сферического заряда или изменения процентного содержания соли в смеси. [c.158]

Пределы горения и детонации при уменьшении диаметра трубы, в общем случае наступают вследствие увеличения теплопотерь в стенки с единицы реагирующей массы в зоне реакции пламени. На пределах детонации детонационная волна имеет спиновую структуру. Элементом, обеспечивающим стационарное распространение детонационной волны по смеси, по К. И. Щелкину, является излом ударной волны, распространяющейся с большей скоростью но сравнению со скоростью детонационной волны по оси трубки. Чем больше геометрический размер этого излома, тем за более продолжительное время будет рассасываться через торцы излома сжатая в этом изломе смесь в окружающую среду, сжатую плоской ударной волной. Следовательно, в смесях с большим временем химической реакции период индукции сможет заканчиваться до момента полного истечения сжатой смеси из излома волны. [c.182]

Рассмотрим задачу о воспламенении частиц в потоке за ударной волной. Пусть по покоящейся газовзвеси частиц распространяется плоская ударная волна. В области за волной частицы разгоняются до скорости потока и разогреваются за счет теплообмена с газом и реакции окисления. Будем считать, что объемная доля частиц достаточно мала, тогда можно пренебречь взаимодействием частиц друг с другом и их влиянием на течение газа. Вследствие этого сформулированную выше задачу будем рассматривать на основе системы уравнений (1.38), [c.82]

Задачи о течении разреженных газов представляют научный и прикладной интерес, но при решении большей их части провести линеаризацию невозможно. В качестве важнейшего примера подобных задач приведем нахождение поля течения вокруг тела (метеора или искусственного спутника) при входе его из космического пространства в атмосферу планеты. При таком течении основная часть газа движется со сверхзвуковой скоростью, причем вблизи тела поток характеризуется очень большими градиентами параметров газа, т. е. образованием ударных волн. Внутри ударной волны состояние газа настолько сильно отличается от равновесного и меняется настолько быстро, что единственный приемлемый подход для описания явления — использование нелинейного уравнения Больцмана. Прототипом этой задачи можно считать простейшую задачу нелинейной динамики разреженного газа, а именно расчет функции распределения внутри плоской ударной волны. К сожалению, несмотря на исключительно большое внимание к проблеме, результаты использования многих подходов для ее решения неудовлетворительны. [c.469]

Изложенная классическая теория детонации была создана Зельдовичем 144, 45, 47] в 1940 г. (см. также работы [36, 255, 432]) на основе одномерной модели устойчивой детонационной волны. Позднейшие исследования показали (литературу см. в обзоре Стрелова [539]), что действительная газокинетическая и химико-кинетическая картина детонационной волны гораздо сложнее той идеализированной картины плоской ударной волны и плоского фронта химической реакции, которая слодует из классической теории и которая к тому же оказывается неустойчивой, что приводит к изломам и искривлениям волнового фронта и связанным с этим нарушениям идеальной картины детонационных волн. [c.242]

Анализ плоской ударной волны — один из наиболее простых примеров из числа типичных задач, связанных с одномерным потоком взвеси. Кроме того, этот анализ достаточно обоснован и удобен для иллюстрации газодинамических условий в замороженном, релаксационном и равновесном режимах течения взвеси. Аналитический подход подобен анализу течения в сопле (разд. 10.6) и предусматривает численное ре шение шести уравнений сохранения — непрерывности, импульса и энергии — для каждой из фаз и уравнения состояния газа р = pgRT. [c.327]

Указанное выполнение устройства позволяет организовать ударную волну, образуюхцуюся при заполнении канала активным газом по всему его входному сечению одновременно. В концевой емкости (или в двустенной цилиндрической оболочке) формируются сходящиеся цилиндрические ударные волны, давления и температуры за фронтом которых вьш1е, чем за фронтом плоской ударной волны. Это интенсифицирует тепловыделения в пассивном газе. Кроме того, эффективность охлаждения активного газа повышается также за счет того, что зона максимального нагрева пассивного газа удалена от входных отверстий каналов, что сводит к минимуму перетоки теплоты к охлажденному газу. [c.44]

Оба исследования дали, таким образом, неправдоподобно низкие значения температуры воспламенения в ударной волне (до 120—130°), зна-чительно меньшие по сравнению с температурами воспламенения от сжатия поршнем, например, 546° С для смеси 2Нг+ Ог по опытам Фалька [74], и несравнимым с температурами сжатия, которые должны иметь место в детонационной волне даже при давлении в ударной волне, как в точке Ч.-Ж. При объяснении этих аномально заниженных температур воспламенения в ударной волне Штейнберг и Каскан [128] предположили, что в непосредственной близости от диафрагмы, где плоская ударная волна заведомо отсутствует и где условия осложнены отражениями ударных волн от боковых стенок трубы и друг о друга, нельзя применять и соответствующих плоской волне расчетных формул. Для элиминирования этих осложняющих и неподдающихся учету факторов авторы постави.ли опыты по воспламенению в ударной трубе так, чтобы диафрагма была отделена от секции с воспламеняемой смесью буферным столбом газа — смесью горючего с азотом. При помощи заслонки две секции трубы сообщались непосредственно перед разрывом диафрагмы. Основные измерения относились к воспламенению при отражении ударной волны от торца трубы, закрытого прозрачной пластиной. Необходимая для расчета состояния газа в прямой и отраженной ударной волне скорость распространения ударной волны непосредственно измерялась по сигналам фотоумножителей, регистрирующих моменты прохождения ударной волны мимо окон по отклонению луча шлирен-методом. [c.343]

Рассмотрим прежде всего схему Зельдовича — Щелкина. Основная идея схемы, высказанная Щелкиным, заключается в том, что спиновая детонация возникает в тех случаях, когда благодаря сравнительной химической инертности смеси, воспламенение в плоской ударной волне (как это имеет место в обычной детонации) становится невозможным, и газовая смесь зажигается благодаря особого рода сильному возмущению...— излому фронта ударной волны, обладаюп ему более высокой температурой и плотностью, чем плоская ударная волна [42, стр. 501]. Развивая эту идею, Зельдович [8, 11] дает схематическую структуру детонационной волны (рис. 254), в которой плоский фронт, движущийся со скоростью стационарной волны, имеет излом 0 —0 , движущийся с той же скоростью по оси трубы и, соответственно, с повышенной скоростью, нормальной к излому. Это приводит к ряду следствий. [c.352]

Интерферограммы в очень щироком диапазоне изменения состава топливно-кислородных смесей с инертным разбавителем получены в ударных волнах Уайтом и сотр. [13, 54—56]. В сравнительно разбавленных смесях интерферометрнческие измерения успешно выполнены на обычной ударной трубе постоянного сечения. Главная цель работ этих авторов — исследование структуры зоны реакции в детонационной волне, поэтому основные эксперименты проведены со слабо разбавленными или вообще неразбавленными смесями. В этих смесях плоские ударные волны с интенсивностью, необходимой для кинетических исследований, неустойчивы. Для преодоления этой трудности в ударную трубу помещался клин, образующий прямоугольное сопло сходящейся-расходящейся конфигурации, которое обеспечивало сначала сильное ускорение, а потом сильное замедление фронта детонационной волны [13, 54]. Как показали интерферо-метрические исследования, цилиндрически расширяющаяся ударная волна на выходе- из сопла имеет ламинарную структуру реакционной зоны, и поэтому удалось получить кинетические данные для таких относительно слабо разбавленных смесей. [c.141]

Исследования полимеризации в ударной волне начинают развиваться и за рубежом. Так, Хаманну удалось осуществить полимеризацию малеинового ангидрида под действием плоской ударной волны (под давлением —100 кбар) [139]. [c.360]

Ударные волны получают в длинных трубах, разделенных разрушаемой диафрагмой на два отделения. Одно заполнено ускоряющим газом, обычно водородом или гелием, при давлении 400—750 мм рт. ст., другое — исследуемым газом (в частности, кислородно-ацетиленовыми смесями) в Аг или Хе при полном давлении в несколько миллиметров ртутного столба. При резком разрыве диафрагмы в секции ударной трубы, где находится смесь при низком давлении, со сверхзвуковой скоростью распространяется плоская ударная волна. При этом температура может быть вычислена на основании термодинамических свойств газа. Для исследования протекаюпщх в ударной волне процессов применяли различные методики [7] анализ газов, истекаюпщх через малое отверстие, с помощью времяпролетного масс-спектрометра [8], измерение плотности газа в ударном слое в зависимости от времени с помощью поглощения мягких рентгеновских лучей [9], исследование излучения 10, а также измерение ионизации в ударной волне методом проб Лэнгмюра [11. [c.558]

Столкновение плоских ударных волн с детонирующими газовыми смесями сопровождается рядом явлений, зависящих от интенсивности ударных иолн. Слабые волны проходят через эти смеси, вызывая лишь медленное разложение. С увеличением интенсивности волн наблюдается небольшое увеличение скорости. Волны очень большой интенсивности немедленно вызывают детонацию. Кистяковский, Найт и Малина [99] измерили скорости детонации циана с кислор >дом при различных давлениях в трубах нескольких диаметров. Полученные этими авторами результаты позволили им вычислить величины тенлот диссоциации азота и окиси углерода, которые оказались рав ш-ми 9,76 и 11,11 Эй соответственно, т. е. верхним пределам возможных значений этих величин, если последние определяют спектроскопическим методом, методом электронной бомбардировки или др гими методами. Эти авторы отклоняют псе возражения, основывающиеся на теории детонационных волн или на сущоствонании систематических ошибок, связанных с мгновенными неравновесными условиями протекания реакции. Согласно Бауэру [100, стр. 95—123] их предположение о равновесии системы весьма сомнительно . Для проверки гипотезы о том, что суммарная энергия реакции не полностью передается детонационной волне или что некоторые из внутренних степеней свободы не могут быть возбуждены в пределах располагаемого интервала времени, Кистяковский и его сотрудники провели опыты с добавлением к детонирующей смеси аргона. Подмешивание аргона привело к ожидаемому изменению скорости детонации, что, по мнению авторов, и опровергает эти гипотезы. [c.141]

Представим себе пространство, разделенное непроницаемой плоской стенкой х = 0 на две половины (х — координата, отсчитываемая от стенки по нормали к ней). Полупространство занято покоящимся идеальным газом плотности ро, находящимся под нулевым давлением в полупространстве х О — вакуум. В начальный момент /==0 на стенке справа создается (например, путем взрыва) давление р = ро, которое меняется по некоторому закону р = роКЦх) до момента / = т, после чего стенка мгновенно убирается. Задача состоит в исследовании возникающего при t>x движения. В этом движении вправо по покоящемуся газу распространяется плоская ударная волна x = xf t). В некоторой области за волной сжатый газ продолжает двигаться вправо. В какой-то плоскости х = Хо () мгновенная скорость частиц газа становится равной нулю, и все частицы газа, расположенные левее этой плоскости, движутся налево там происходит расширение сжатого ударной волной газа в вакуум. [c.78]

Экспериментальные исследования упрочнения сталей взрывом. Для исследования физических механизмов и причин упрочнения металлов ударно-волновой обработкой в работе S. S. Grigorian, К. I. Kozorezov, R. I. Nigmatulin et al (1972) была использована методика достаточно чистого и контролируемого эксперимента, связанного с созданием плоской ударной волны за счет плоского удара пластиной, разогнанной до некоторой скорости (которая непосредственно замерялась) с помощью взрывчатого вещества (ВВ). Схема такого эксперимента показана на рис. 3.5.1. От одного капсюля генератор линейной 1) и плоской 2) волн инициирует в заряде взрывчатого вещества плоскую детонационную волну, которая разгоняет пластину 4 (ударник). Скорость ударника предварительно замерялась в аналогичных условиях (тот же генератор линейной и плоской волн, тот же заряд ВВ) с помощью контактных датчиков. Скорость пластины варьировалась с помощью изменения толщины заряда ВВ. При соударении с исследуемым образцом 5 (0 50 мм) в последнем создается плоское возмущение. Исследуемый образец плотно посажен внутрь обоймы 6 (внешний диаметр 0 90 мм или 130 мм совпадает с диаметром ударника) из того же материала, что и образец 5. Обойма служит для задержки боковой разгрузки. Разделение мишени на обойму 6 и внутренний образец 5 предохраняет исследуемый образец 5 от проникания в него трещин, возникающих на периферии мишени (в обойме) из-за боковой разгрузки. [c.283]

Тесленко Т. С. (1976), Р1зменение тонкой структуры стали после нагружения плоскими ударными волнами jj ФГВ,— 1970, Л 1, [c.451]

Линейность этой модели лишь кажущаяся на самом деле она обладает сильной нелинейностью, что обусловлено зависимостью параметров функцииот/. Для исследования структуры плоской ударной волны нужно решать модельное уравнение Больцмана [c.470]

Фиг. 15.1. Профили приведенных плотности и температуры внутри плоской ударной волны в одноатомном газе из твердых сфер. (Из работы Сегала [179],)

Справочник химика 21

Химия и химическая технология