Физико-химические процессы в детонационной волне

Тем не менее при изучении физико-химических процессов, происходящих в детонационной волне, весьма важно определить природу образующихся продуктов. Если детонация производится в замкнутом пространстве, например заряд без оболочки взрывается в достаточно прочной калориметрической бомбе [21—23], то продукты реакции расширяются и охлаждаются при расширении настолько, что дальнейшая реакция в образовавшейся смеси может быть на некоторой стадии заморожена. Хотя этот метод не позволяет судить о продуктах детонации, действительно присутствующих в детонационной волне, он все же дает сведения о химических реакциях в последующих стадиях. В некоторых случаях на основании данных о таких реакциях можно получить сведения о продуктах детонации. В следующей таблице приведен типичный состав продуктов взрыва (для тринитротолуола). [c.368]

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЕ [c.370]

При исследовании физико-химических процессов, сопровождаемых выделением энергии в детонационной волне, следует выяснить, как постепенное увеличение продолжительности реакции, достигаемое путем изменения состава смеси и размеров кристаллов, будет сказываться на детонации взрывчатого вещества, состоящего из смеси двух компонентов, например аматола. Учитывая, что в процессе выделения энергии в реакционной зоне детонационной волны происходит разброс вещества, можно сделать следующий вывод детонация перестает быть устойчивой, по-видимому, тогда, когда рассеяние энергии в пространство становится столь велико, что реакция затухает до окончания выделения энергии. Опыт показывает, что затухание детонации кристаллического взрывчатого вещества, заключенного в цилиндрическую оболочку, при данном размере зерен и плотности определяется характером стенок оболочки. Если взрывчатое вещество заключено в прочную оболочку, то разброс вещества во время выделения энергии меньше, чем, например, при взрыве заряда без оболочки. Поэтому устойчивая детонация зарядов в прочных оболочках может распространяться при меньших их диаметрах, чем у зарядов без оболочки. Для практической проверки устойчивости детонации следует брать длинные заряды одинакового диаметра. Скорость детонационной волны измеряется через последовательные промежутки времени. При устойчивой детонации измеряемая скорость детонации на последовательных участках такого заряда должна оставаться постоянной или стремиться к предельному постоянному значению. В случае неустойчивой детонации скорость детонации, измеряемая через последовательные расстояния, уменьшается и наконец затухает. [c.377]

Физико-химический механизм возбуждения детонации в последовательных слоях макроколичеств взрывчатого вещества. Согласно обычным математическим представлениям, детонационная волна имеет фронт, характеризуемый резким повышением температуры и давления. В первом приближении фронт детонационной волны принимается бесконечно тонким. Следующее приближение, учитывающее выделение энергии в зоне реакции за фронтом детонационной волны , было рассмотрено выше. Изучение физико-химических процессов в реакционной зоне показало что а) основные процессы для многих твердых взрывчатых веществ не требуют больших энергий активации, б) большое значение имеют поверхностные реакции, зависящие от величины поверхности раздела между кристаллами взрывчатого вещества и газовой фазой. [c.382]

Экспериментальное изучение процессов горения топлив и применения смазывающих материалов подтверждает вышеуказанные закономерности. С точки зрения физико-химической технологии скорость сгорания во многом зависит от удельной поверхности ССЕ. При значительной поверхности происходиг быстрое сгорание возникающих ССЕ с образованием ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью (детонационное сгорание). Предотвратить это явление, т. е. снизить [c.216]

Ударная волна, проходя через последовательные слои взрывчатого вещества, вызывает резкое повышение температуры и может возбудить химическую реакцию термического разложения твердого взрывчатого вещества [13]. При благоприятных физико-химических условиях (см. раздел о процессах в детонационной волне) выделение теплоты разложения способствует дальнейшему распространению ударной волны. Таким образом, детонационная волна представляет собой ударную волну, распространение которой поддерживается за счет энергии, выделяемой при вызванном ею химическом разложении. Если принять, что вся энергия Q реакции мгновенно выделяется в тот момент, когда фронт движущейся ударной волны доходит до каждого слоя взрывчатого вещества, то между термическими и механическими параметрами взрыва должны существовать следующие довольно простые соотношения (вывод этих уравнений дан в работе [9]) [c.363]

Опуская химические детали этого типа предпламенного процесса, мы ограничились рассмотрением лишь наиболее существенных его особенностей, имеющих непосредственное отношение к рождению ударной волны и предопределяющих интенсивность детонационного взрыва. На основе этих представлений рассмотрены главнейшие внешние проявления детонации в двигателе и физико-химическая сущность некоторых способов ее подавления. [c.210]

Выработка научно-обоснованного комплекса мероприятий по защите аппаратуры и ацетиленопроводов требует знания характера разложения ацетилена при различных начальных условиях и физико-химических и тепловых процессов, происходящих в устройствах, предназначенных для задержания разрушения зоны химической реакции пламени или детонационной волны. [c.146]

Толщины зоны реакции и связанные с ними величины времени реакции (уравнения (9.1) и (9.2)) дают весьма ценные сведения о физико-химическом механизме процесса выделения энергии в детонационной волне. Данные о [c.493]

Таким образом, предельные кинетические явления становятся определяющим фактором в осуществлении в реальных условиях многофронтовой физико-химической модели детонационного горения — явления, достоверность и универсальность которого сейчас уже не вызывает никаких сомнений. Интересно отметить, что и в условиях воспламенения за фронтом детонационных волн определенную роль может играть также изменение условий в газе перед включением процесса. Было замечено, что, как [c.306]

В литературе [13, 37] рассматривался вопрос об условиях, при которых может наблюдаться детонация с малой скоростью, когда энергия, выделяемая в детонационной волне, невелика. Вычисляемое повышение температуры и давления при детонации с малой скоростью будет гораздо меньше, чем для обычных мощных взрывчатых веществ. Распространения детонации с малой скоростью можно ожидать только в том случае, когда физико-химический процесс выделения энергии требует гораздо менее интенсивной активации, чем для обычных мощных взрывчатых веществ. Более того, физико-химические превращения в твердых взрывчатых веществах со скоростью детонации возможны только при условии, что потеря энергии на границах распространяющейся детонационной волны мала. Это наводит на мысль о том, что в физико-химических превра-щеииях очень больших масс, например в геологических превращениях, может иметь место детонационное разложение, распространяющееся по механизму детонации с малой скоростью. Эти предположения дискутировались при рассмотрении возможных причин землетрясений. [c.379]

В настоящее время для более полного отражения сущности физико-химических процессов, происходящих в детонационной волне, используют понятие спина. Достигнуто ясное понимание того, что спин есть предельный случай многомерной структуры детонационного фронта, включающей ряд поперечных волн, которые распространяются перпендикулярно переднему фронту, отражаясь друг от друга и от любой ограничивающей стенки. Поверхность переднего фронта состоит из серии выпуклых участков (волны Маха, за которыми располагаются зоны реакции) и впадин, представляющих собой быстро затухающие взрывные волны. Дополнительные зоны реакции располагаются в потоке за поперечными ударными волнами. На рис. 4.36, а изображен участок такого фронта зоны реакции указаны штрихами, а нереагирующее вещество — точками. Волны Маха обозначены буквами ОМ, поперечные волны с примыкающими зонами реакции — ОТ, а акустические хвосты этих волн — ТК. Направления движения различных фронтов показаны стрелками. На рис. 4.36, 6 приведена схема ттшичной детонационной ячейки, которую вычерчивают на покрытой пылью поверхности стенок канала тройные точки. Такие ячейки, составляющие картину следовых отпечатков, характеризуются размерами 5с и с- Хотя эти размеры изменяются в зависимости от природы молекулы топлива, начального давления и состава взрывчатой смеси, типичное соотношение 8с 0,61с сохраняется для ячеек, создаваемых плоскими и цилиндрически расходящимися фронтами на ограничивающих стенках и на плоских пластинках, вдоль которых распространялись сферически расходящиеся детонационные волны. [c.311]

Развитие гидродинамической и термодинамической теорий распространения детонационных волн не дает, однако, ключа к пониманию физикохимических ироцессов, которые определяют скорость выделения энергии и химического разложения. При некоторых предельных условиях распространение детонационной волны зависит главным образом от скорости выделения энергии. Систематическое изучение факторов, оказывающих влияние на предельное распространение детонации, доставило необходимые экспериментальные данные для теоретического исследования физико-химических процессов, протекающих при детонации. Экспериментальные работы в этой области, помимо их теоретического значения, нредставляют и значительный практический интерес. [c.489]

Общей для всех видов микроинициирования проблемой является выяснение того, каким образом из зоны местного возмущения возникает взрыв. Одним из механизмов является упомянутый выше нроцесс саморазогрева. Для инициирующих взрывчатых веществ существует, по-видимому, второй процесс развития, который обеспечивает создание детонационной волны более неносредственным образом [21, 78—801. Процесс возникновения детонации в конденснрованной системе весьма сходен в физико-химическом отношении с процессом образования иод влиянием различного рода малых начальных возмущений видимого изобраисения в фоточувствительном зерне. При рассмотрении вопросов, связанных с чувствительностью взрывчатых веществ, основной физико-химической проблемой является выяснение того, происходит ли сначала местное превращение энергии начального возмущения в теило, которое затем приводит к росту термического разложепия и детонации, или же энергия начального возмущения может непосредственно переходить в энергию активации, т. е. процесс может осуществляться более экономным способом. [c.505]

Ннгматулпп Р, И,, Вайнштейн И, Б Ахатов П, Ш, (1980). Структура стационарных детонационных волн в смесях газа с частицами унитарного топлива Ц Химическая физика процессов горения и взрыва,— Черноголовка, 1980, [c.450]