Влияние давления на скорость детонационной волны

В отличие от дефлаграции, скорость детонационного горения не зависит от кинетики реакции в пламени. Особенности кинетики существенны только для самой возможности возникновения детонации. Скорость детонации зависит только от калорийности горючей среды в расчете на единицу массы и от отношения теплоемкостей у для продуктов реакции. Влияние исходного состава на скорость детонации определяется его влиянием на указанные величины. Хотя ширина зоны, в которой происходит изменение давления, имеет порядок длины свободного пробега молекул, химическая реакция в детонационной волне требует многих столкновений это определяет сравнительно большую ширину зоны реакции при детонации. Расчет и опыт показывают, что она много больше, чем при дефлаграции, порядок ее величины — 1 см. [c.36]

Детонационная стойкость является основным показателем качества авиа- и автобензинов, она характеризует способность бензина сгорать в ДВС с воспламенением от искры без детонации. Детонацией называется особый ненормальный режим сгорания карбюраторного топлива в двигателе, при зтом только часть рабочей смеси после воспламенения от искры сгорает нормально с обычной скоростью. Последняя порция несгоревшей рабочей смеси, находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате скорость распространения пламени возрастает до 1500 - 2000 м/с, а давление нарастает не плавно, а резкими скачками. Этот резкий перепад давления создает ударную детонационную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью. Удар такой волны о стенки цилиндра и ее многократное отражение от них приводит к вибрации и вызывает характерный звонкий металлический стук высоких тонов. При детонационном сгорании двигатель перегревается, появляются повышенные износы цилиндро-поршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов. При длительной работе на режиме интенсивной детонации возможны и аварийные последствия. Особенно опасна детонация в авиационных двигателях. На характер сгорания бензина и вероятность возникновения детонации в карбюраторных двигателях оказывают влияние как конструктивные особенности двигателя (степень сжатия, диаметр цилиндра, форма камеры сгорания, расположение свечей, материал, из которого изготовлены поршни, цилиндры и головка блока цилиндра, число оборотов коленчатого вала, угол опережения зажигания, коэффициент избытка и влажность воздуха, нагарообразование, тепловой режим в блоке цилиндров и др.), так и качество применяемого топлива. [c.123]

Приведем два примера различного влияния изменения состава продуктов разложения на поведение взрывчатого вещества. Многие взрывчатые вещества в жидком состоянии, в виде геля или в кристаллической форме, могут детонировать с более чем одной устойчивой скоростью [7, 8]. Большая скорость соответствует скорости гидродинамической детонации, вычисленной для эффективного выделения энергии взрыва в детонационной волне. Малая скорость лишь несколько превышает скорость звука при обычных температурах и давлениях. [c.360]

Скорость стационарного распространения детонационной волны можно рассчитать, пользуясь только термодинамикой и газодинамикой она не зависит от кинетики химических реакций горения. Но возможность возникновения или распространения детонации существенным образом связана с кинетическими свойствами горючей смеси. Так, пределы детонации , т. е. те пределы концентрации или давления, в которых смесь способна поддерживать стационарное распространение предварительно созданной детонационной волны, и взрывные пределы , т. е. пределы, в которых возможен самопроизвольный переход нормального горения в детонационное, сильно расширяются под влиянием малых добавок веществ, ускоряющих химические реакции горения. [c.289]

Если 0 > т, то разброс вещества не влияет на протекание процесса детонации в осевой части заряда, и скорость детонации имеет максимальное значение, что наблюдается при й р- Если 0 < т, то волна разрежения достигает оси заряда до окончания химической реакции, которая в этом случае вследствие снижения давления и выброса непрореагировавшего вещества идет не до конца, что и сопровождается снижением скорости детонации. С уменьшением диаметра заряда влияние волны разрежения на реакцию в детонационной волне может стать столь большим, что распространение детонации станет невозможным. Это произойдет тогда, когда диаметр заряда станет меньше критического диаметра детонации данного ВВ. Принцип Ю. Б. Харитона позволяет приближенно оценить время реакции в детонационной волне т, которое для критических условий равно времени разброса [c.74]

Уравнения состояния при детонации. Указанные четыре уравнения могут быть решены для случая распространения детонационной волны только в том случае, если известно уравнепие состояния для продуктов детонации. Температура, давление и удельный объем для непрореагировавшего вещества определяются легко. Термодинамические параметры продуктов детонации во многих случаях могут быть приближенно вычислены, если эти продукты считать газообразными. Для температур в несколько тысяч градусов, при которых находятся продукты детонации, силами ван-дер-ваальсовского притяжения можно пренебречь. Однако вследствие высокой степени сжатия решающее влияние на скорость распространения детонации будет оказывать величина объема их молекул. [c.488]

Уточнения, сделанные Фэем. Вскоре после того, как была улучшена техника экспериментального исследования детонации в трубах, стало очевидно, что детонационные волны не распространяются со скоростью, в точности равной скорости волн Чепмена — Жуге. Так, при фиксированных начальных условиях скорости детонационных волн растут приблизительно линейно с ростом обратной величины диаметра трубы. При обработке результатов эксперимента обычно строят график скорости детонации как функции обратной величины диаметра трубы и затем, чтобы получить истинную экспериментальную скорость детонации, экстраполируют кривую до нулевого значения обратного диаметра (см., например, работу [2 ]). Наблюдалось также, что при фиксированном диаметре скорость детонации растет приблизительно линейно с ростом величины, обратной начальному давлению в трубе. Первое удовлетворительное объяснение этих результатов было недавно предложено Фэем [2 ], который учел влияние пограничного слоя за фронтом ударной волны [c.215]

Расчеты, нроведенные с учетом теплообмена и трения о стенки трубы, показали, что в достаточно широких трубах (i >50 мм) детонация с такими протяженными химпиками может распространяться с постоянной скоростью, хотя скорость детонации несколько уменьшается, а давление за детонационной волной несколько увеличивается. Влияние стенок в данном случае аналогично влиянию, описанному Я. Б. Зельдовичем (1984) для детонации в газах. [c.433]

Взагшодействие поддерживаемой УВ с облаком реагирующих частиц. Условия возбуждения детонации в облаке частиц алюминия, заполняющем все поперечное сечение канала, изучены в одномерной постановке в [95]. Установлено, что поддерживаемая УВ достаточной амплитуды (Мо = 5, скорость 1.73 км/с) при вхождении в облако создает условия для воспламенения частиц и быстрого формирования детонационной волны. Затем наступает режим стационарной пересжатой детонации со скоростью распространения 1.74 км/с. Влияние ограниченности поперечного размера облака на течение проявляется в следующем. Входящая в облако УВ изгибается и преломляется в соответствии с рассмотренными выше случаями инертной смеси. По мере развития зоны горения фронт внутри облака ускоряется, р-слой за фронтом лидирующей УВ переходит в р-слой детонационной структуры, остальная область заполняется продуктами детонации, содержащими недогоревшие частицы. Возникновение очага горения порождает волну давления, которая распространяется по каналу и, многократно отражаясь затем от верхней стенки и от плоскости симметрии, приводит к флуктуациям течения на фронте и за фронтом лидирующей УВ. Процесс этот прослеживается на рис. 3.45, где представлены теневые рельефы давления на моменты времени от 0.2 до 0.4 мс с периодом 0.05 мс. На рис. 3.45 также можно видеть, что изогнутая УВ отражается от плоскости симметрии с образованием ножки Маха, при этом, в отличие от инертной смеси, здесь и для крупных частиц (5 мкм) заметньЕ последующие отражения от верхней границы слоя и плоскости симметрии с образованием еще ударного фронта в продуктах детонации. [c.277]

Трудности, связанные с измерением интервалов времени, вынудили, но-видимому, использовать методы, подобные описанным в 2. Измерения давлений до сих пор производятся лишь косвенным образом. В зачаточном состоянии находятся наши знания об уравнении состояния вещества при высоких давлениях и температурах [33]. Такого рода данные представляют также интерес при исследовании геофизических проблем. Проведение точных измерений при исследовании влияния инертных примесей на процесс детонации могло бы в конечном итоге существенно расширить область применения известных уравнений состояния для инертных молекул. Эти исследования могут проводиться как в гетерогенных смесях твердых взрывчатых веществ [16], так и в гомогенных смесях газообразных и жидких взрывчатых веществ. Ряд теоретических вопросов, связанных с поведением таких инертных нримесей, до сих пор еще не решен. Весьма желательно было бы создание метода непосредственного измерения давлений детонации. Крешерные методы измерения давления [64, стр. 19] не дают возможности использовать характеристики конденсированных взрывчатых веществ в области высоких давлений. Другой метод мог бы заключаться в измерении массовых скоростей потока за детонационными волнами. С развитием импульсной рентгенографии получение точных значений С/ может стать в конце концов более доступным, чем получение точных значений т в уравнениях (6.1) или (6.2). Величины можно было бы также определить по начальным скоростям расширения оболочек, изготовленных из различных материалов, если только будет обеспечена достаточная точность измерения этих величин. [c.506]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология