Инициирование детонационных волн

В результате первой серии опытов было обнаружено, что от перечисленных выше источников инициирования детонационная волна возникает только в пленках масла индустриальное 12. Минимальная толщина пленки, ири которой возможно возникновение детонации, изменяется в пределах 30—10 мкм в зависимости от начального давления кислорода и мощности источника зажигания. При толщине пленки 8—7 мкм и давлении 1,6 Мн м (16/сГ/сж ) происходит интенсивное горение без перехода в детонацию. При уменьшении толщины пленки этого масла интенсивного горения не наблюдается и мембрана остается целой. [c.76]

Вследствие легкости инициирования и распространения взрыва детонаторы требуют при обращении с ними особых мер предосторожности. Их приводят в контакт с основной массой такого взрывчатого вещества, в котором по соображениям безопасности детонация инициируется значительно труднее. При инициировании детонационная волна, возникшая в первичном заряде взрывчатого вещества, передается менее чувствительному инициируемому заряду. Ясно, что предельным является тот случай передачи детонации на расстояние, когда оба заряда взрывчатого вещества находятся в контакте и разделяются только тонкой металлической (алюминиевой или медной) оболочкой детонатора. Так как инициируемый заряд обычно гораздо менее чувствителен, чем возбуждающий заряд, то часто возникает вопрос, будет ли детонация распространяться и в менее реакционноспособном взрывчатом веществе. Фотографическая запись и результаты изучения местных разрушений, вызванных двумя находящимися в контакте зарядами, показывают, что во многих случаях детонационная волна от инициирующего заряда начинает распространяться в инициируемом заряде почти с той же самой скоростью. В дальнейшем устанавливается новая скорость детонации, характерная для инициируемого взрывчатого вещества, или детонация постепенно затухает. [c.385]

Инициирование детонационных волн [c.317]

Для определения скорости детонации обычно берется цилиндрический заряд взрывчатого вещества радиуса Я, длина которого доходит до нескольких метров. В зависимости от условий определения взрывчатое вещество может не иметь оболочки или находиться в трубках из бумаги, стекла, стали, свинца или из других материалов (см. раздел о процессах в детонационной волне). Инициирование такого заряда осуществляется детонатором, вставленным в один из концов взрывчатого вещества. Исследования показывают, что детонационная волна должна пройти некоторое расстояние по заряду взрывчатого вещества ( разгон ), прежде чем она достигнет постоянной скорости, характерной для этого заряда. Чтобы убедиться, что участок разгона не влияет на определяемую скорость детонации, определения проводят при различных длинах этого участка. Обычно для его сокращения после детонатора помещается взрывчатое вещество, более восприимчивое к детонации, например тетрил или тэн. Скорость детонации испытуемого вещества сравнивается со скоростью детонации другого однородного взрывчатого вещества, определенной каким-либо независимым способом. Зарядом для сравнения скорости детонации является детонирующий шнур — матерчатая или металлическая оболочка, тщательно заполненная с равномерной плотностью таким взрывчатым веществом, как порошкообразный тэн или тринитротолуол. Концы отрезка шнура известной длины помещаются в испытуемый заряд на расстоянии L друг от друга (рис. 1). Средняя часть шнура укладывается на мягком фиксирующем материале, например на свинцовой пластинке. При прохождении детонации через испытуемый заряд один конец детонирующего шнура инициируется на (—секунд раньше другого. В этом выражении Ь — средняя скорость детонации в исследуемом заряде, а и — промежутки времени, необходимые для того, чтобы детонация на обоих концах заряда сравнения достигла постоянной скорости. При одинаковых условиях но если [c.364]

В другой серии опытов инициировались последовательные взрывы в цилиндрических трубках из эмалированного металла диаметром 10—35 мм и длиной 80—300 мм. В этом случае для инициирования реакции предпочитали прибегать не к раскаленной проволоке, а к искре. В результате пропускания детонационной волны, через узкую трубку диаметром 2—3 мм перекись не получалась. Однако Б более широких трубках отмечены существенные выходы перекиси. Обнаружен значительный разброс данных, но все же можно отметить следующую тенденцию так же как и в сферических сосудах, выходы перекиси водорода возрастают с понижением давления от 150 до 50 мм для любой из взятых трубок и падают с увеличением диаметра сосуда при постоянной длине. [c.41]

При комнатной температуре трудно добиться распространения детонации даже в 100%-ной перекиси. В одной серии опытов [10] с применением сосудов диаметром 25—30 мм оказалось необходимым в качестве сосуда применять прочные трубки из нержавеющей стали и 30 г тетранитропентаэритрита в качестве инициатора, обеспечивающего полную детонацию в каждом опыте. При менее жестких условиях перекись водорода, находящаяся в непосредственном соседстве с инициатором, по-видимому, детонирует, но детонационная волна затухает после пробега определенного расстояния, зависящего от условий. Так, могут оказаться нетронутыми отрезки трубы различной длины, содержащие еще более или менее значительные количества неразложенной перекиси. Ниже приведены некоторые примеры полученных в разных условиях результатов с целью характеристики взрывоопасных областей. Все описанные в дальнейшем опыты проведены с перекисью водорода при комнатной температуре. 100%-ная перекись не детонирует при механическом ударе, например от падающего молота или при простреле. Она не детонирует даже в наиболее жестких условиях инициирования с применением взрыва капсюля-детонатора № 8, "если находится в алюминиевой трубке диаметром 21 мм, зарытой в рыхлый влажный [c.154]

При инициировании горючей смеси или склонного к распаду ацетилена в длинной трубе возникают волны сжатия, обусловленные расширением продуктов сгорания. Фронт пламени вместе с газом движется со скоростью, в 10—20 раз превышающей нормальную скорость распространения пламени. Дальнейшее развитие процесса связано с турбулизацией потока газа перед фронтом пламени. С увеличением эффективной поверхности пламени его скорость увеличивается возрастают также температура и давление ударной волны. Прогрессирующее увеличение скорости пламени происходит до тех пор, пока не создадутся условия для возникновения детонации в волне сжатия. За ударной волной возникает зона быстрой реакции, вместе они образуют детонационную волну, которая распространяется со скоростью 1,5— [c.85]

В опытах с трубой длиной 120 м при инициировании взрыва пережиганием спирали минимальное начальное давление, при котором происходит распад ацетилена по всему трубопроводу, составляло соответственно 140 и 160 кПа (1,4 и 1,6 ат). Режим распада ацетилена носил сначала нестационарный характер, а пламя распространялось с нарастающей скоростью. На определенном расстоянии от места инициирования нестационарный режим переходил в детонационный. При увеличении начального давления с 200 до 400 кПа (с 2 до 4 ат) преддетонационное расстояние уменьшалось с 15 до 10 м. При инициировании ударной волной режим распада характеризовался сверхзвуковой скоростью средняя скорость распада, которая фиксировалась на расстоянии 10 м от источника инициирования, составляла более [c.90]

МПа (11 ат) в трубке диаметром 4 мм и длиной 600 мм развивается взрыв, то уже на расстоянии 400 мм он переходит в детонацию. При переходе ацетилена из трубки диаметром 4 мм в трубку диаметром 16 мм детонационная волна разрушалась, что обусловлено внезапным расширением сечения, и происходил обычный взрыв. Однако скорость распространения пламени в этих опытах по сравнению со скоростью в опытах с воспламенением в трубе диаметром 16 мм была значительно больше. Скорость распространения пламени после перехода детонации во взрыв не снижалась до величины, соответствующей исходному давлению в этой трубке, а через некоторое время вновь повышалась (очевидно, это связано с турбулентностью потока) до величины, при которой взрыв вновь переходил в детонацию. Такое же явление наблюдалось в опытах с измерительной камерой, соединенной узким переходом (трубкой диаметром 4 мм) с трубкой диаметром 16 мм. В последнем случае уже нри давлении 0,7 МПа (7 ат) на расстояние 800 мм от места инициирования распада скорость распространения пламени в 10—20 раз превышала скорость в соответствующих опытах (см. табл. 9.3), но без измерительной камеры на расстоянии 1200 мм скорость распространения пламени соответствовала детонации. При начальном давлении 1,1 МПа И ат) преддетонационное расстояние уменьшалось до 800 мм. Таким образом, если в ацетиленопроводах высокого давления имеются участки с переменным диаметром, то скорость распро- [c.139]

В экспериментах, описанных в работах [10, 11], инициирование взрыва материалов осуществлялось подрывом капсюля-детонатора. Однако из экспериментов не ясно, что понималось под взрывом материала , полноценная детонация или усиление взрывного действия капсюля-детонатора. Ни одним из авторов не проводилась фоторегистрация процесса, позволяющая убедиться в наличии детонации, не измерялись скорости детонации материалов, величины давления в детонационной волне и не оценивались критические условия детонации. [c.46]

Численное моделирование инициирования детонации конденсированного ВВ и взаимодействия детонационной волны с металлом при контактном взрыве [c.268]

Предлагаемые для оценки опасности применения материалов в жидком кислороде четыре характеристики определяются достаточно большим числом параметров, которые в свою очередь могут зависеть от других. Например, для определения возможности детонации необходимо изучать условия возбуждения и возможность развития детонации в материалах при воздействии различных источников инициирования, оценить критические условия и последствия детонации, измерить скорости детонации и давления в детонационной волне. Для определения возможности горения необходимо изучать предельные условия горения материала, которые характеризуются предельным давлением горения, предельной концентрацией кислорода в смеси, при которой возможно горение, предельным количеством вещества, критическим размером или формой образца. [c.57]

Для инициирования детонации материалов электрическим разрядом и сформированной детонационной волной использовали установку, схема которой представлена на рис. 27. Генератором электрических раЗ [c.78]

Инициирование детонации образца исследуемого материала (пассивного заряда) сформированной детонационной волной производили от другого материала (активного заряда), детонация которого была вызвана электрическим разрядом. В качестве активного заряда использовали таблетку асфальта. Образцы неметаллических материалов (пенопластмассы, дерево, кожа и т. д.) представляли собой пластинки длиной 6—8 см и щириной 2 см. Толщина образцов не превышала 1,2 см. [c.79]

Инициирование одномерной плоской детонации в конденсированном ВВ (задача 1), Пусть детонация инициируется действием поршня на левой границе заряда. С момента времени i = 0 поршень со скоростью Vp в течение времени tp вдвигали в ВВ, причем скорость Vp и время tp достаточны для возбуждения устойчивой детонационной волны, после чего поршень либо останавливался, либо отводился назад. Правая граница заряда ВВ (г =6) предполагалась свободной. Таким образом, начальные условия при i = 0 определяют покоящееся состояние (Уо = 0) среды в виде исходной (аю = 1) фазы при температуре Го и нулевых давлении и напряжении (р = О, т = 0), а исходные плотности фаз и р°д для ВВ такие, что [c.266]

Инициирование детонации в заряде взрывчатого вещества моделировалось поршнем, который вдвигался во взрывчатое вещество. В слоях, прилегающих к поршню, контролировалось объемное содержание ai исходного ВВ. Обычно в расчетах при установлении устойчивого режима детонации поршень останавливался, т. е. при I > ip полагалось Vp = 0. С целью ослабления действия поршня на близлежащие слои продуктов детонации ВВ были проведены дублирующие расчеты, но уже с отводом поршня, т. е. полагалось, что при t>tp скорость поршня Vp<0. Эти расчеты показали, что влияние поршня, определяющего способ инициирования, на процессы, происходящие в уходящей от поршня детонационной волне, уже на расстоянии 1,5—2,0 мм пренебрежимо мало. [c.268]

Ненасыщенные растворы углеводородов в жидком кислороде Карвату не удалось взорвать даже при инициировании детонационной волной, образующейся при подрыве капсюля-детонатора. При достижении предела растворимости углеводороды могут накапливаться на поверхностях в виде твердых отложений, которые в контакте с жидким кислородом обладают наибольшей чувствительностью к различным источникам. [c.44]

Были проведены две серии испытаний. Вначале определяли, при каких условиях в исследуемых системах возникает детонационная волна. Скорость детонации определяли методом развертки процесса по времени на фотопленку с помощью зеркального скоростного фоторегистра ЖФР-2. Подсчет скорости вели по наклону полосы самосвечения волны на фотопленке. Инициирование системы производили пиропатроном ЛБО-101-Б или электровоспламенителем БМ-2 в отдельных опытах пробовали подрывать навески азида свинца массой 1 г или навески пироксилинового пороха массой 5 г, а также использовали некоторые другие инициаторы. [c.76]

Переход низкоскоростного режима в стационарную детонацию в литых ВВ осуществляется, по мнению авторов работы [13], скачком, поскольку наименьший интервал перехода был равен 13 мм, а соответствующее время около 4 мксек. Однако изучение формирования детонационной волны в литом тротиле при ударном инициировании, проведенное Дреминым и Колдуновым [27], показало, что возникновение детонации происходит в форме плавного возрастания параметров волны вплоть до детонационных. В опытах, проведенных в работе [131], переход горения литой дины в детонацию также осуществлялся в форме плавного нарастания скорости. [c.168]

По данным работы [25], в воздушной смеси СО стехиометрического состава, не детонирующей в трубе диаметром 18 мм при зажигании детонационной волной смесей 2Н2-Ь Ог или СаНв-Ь 3,502, при добавке около 1% На или 0,3% С2Н2 устанавливалась стационарная детонационная волна спиновой структуры со скоростью 1460—1480 мкек. Как отмечалось, в той же трубе и тех же условиях инициирования не детонируют и воздушные смеси метана, в том числе и при добавке до 5% На (там же). Но при добавке 0,3% С2Н4 или пентана (из нефти) в тех же условиях устанавливалась стационарная спиновая детонационная волна со скоростью 1460 мкек [26]. [c.339]

Рис. 283, Схема опыта с инициированием сфериче, ской детонации плоской детонационной волной втрубе

Например, нитроглицерин, инициированный сильным инициатором, детонирует со скоростью детонации около 7000 м/сек, а при инициировании сравнительно слабым инициатором скорость детонации составляет 2000 м1сек. Эта медленная детонация может быть вполне устойчивой и распространяться на большие расстояния. Про межуточные скорости не наблюдаются, что указывает на отсутствие плавного перехода от одного механизма возбуждения детонации к другому. С увеличением диаметра заряда детонация с малой скоростью замедляется и, наконец, затухает. В случае зарядов наибольшего диаметра, когда рассеяние энергии из зоны реакции в пространство мало (см. ниже раздел о детонационных волнах), наблюдается только большая скорость. Попытка качественного объяснения двух скоростей детонации основывалась на понятии критических условий для затухания детонации [9] (см. ниже). Как и следовало ожидать, при преобладании малой скорости химические продукты отличны от тех, которые получаются при большой скорости. После прохождения взрывной волны среди продуктов реакции можно обнаружить непрореагировавшее взрывчатое вещество [9]. Это также приводит к различным теплотам реакции. [c.360]

На основе предстамения о возникновении детонационной волны можно объяснить таййе факты, как существование медленной и быстрой детонации для одного и того же вещества. Так, небольшие заряды кристаллического тэна малой плотности при применении слабого инициатора детонируют со скоростью около 2000 м/сек. Более сильное инициирование больших зарядов приводит к устойчивой детонации со скоростью 7000—8000 м/сек. Как показывают вычисления, ударная волна в твердом теле> соответ [c.376]

Учащающиеся случаи крупных утечек горючих газов и взрывы образовавшихся газовых облаков могут приводить к обширным разрушениям. Это стимулировало многочисленные исследования по инищшрованию сферических детонащюнных фронтов. Авторы многих работ пытались установить пределы детонации для топливно-воздушных смесей, в частности для топлив типа метана, смеси которого с трудом детонируют даже в условиях замкнутого объема. Чтобы уменьшить до минимума энергию, необходимую для возбуждения сферических детонационных волн в смесях с такими топливами, эксперименты чаще всего проводились с варьированием степени разбавления смеси азотом (топливо + у02 + гКг), и полученные результаты экстраполировались на концентрации, отвечающие содержанию азота в воздухе. В большинстве работ применялись очень мощные источники инициирования, такие как заряды конденсированных взрывчатых веществ большой массы. Из-за трудностей, связанных с созданием больших объемов смесей однородного состава, опыты чаще всего проводились в ограничивающих оболочках, изготовленных, например, из полимерных материалов. Ввиду возможности отра- [c.313]

Было выполнено несколько систематических исследований, посвященных изучению влияния природы источника, инициирующего детонацию. Например, сферические детонационные волны инициировались в топливно-воздушных газовьгх смесях зарядами тротила, масса которых варьировала от 0,001 до 1 кг результаты сопоставлялись с экспериментальными данными по расходящимся сферическим детонационным волнам в топливнокислородных газовых смесях. В случае горючих типа пропана, отличающихся достаточно высокой детонационной способностью, измеренные критические энергии ( с) инициирования детонации взрывающимися проволочками лежат в диапазоне от 0,01 до 0,1 Дж. Однако в условиях проведенных экспериментов переход в детонацию отсутствовал как для смесей топлив, обладающих меньшей де- [c.317]

До настоящего времени не удалось наблюдать в чистых условиях, при слабом источнике инициирования, перехода сферического пламени в сферическую детонацию. Во всех опубликованных работах, где наблюдалась детонация в объеме, процесс зарождения детонации связан со стенкой или поджигающими электродами с последующим переходом возникшей на этих поверхностях детонационной волны в объем. Возникновение детонационной волны на поверхности стержня с переходом ее в объем и возникновение сферической детонации наблюдалось в смеси jHa -f О2 [c.187]

Стационарность процесса распространения детонации обусловлена тем, что его скорость значительно превышает скорость звука, т. е. скорость распространения в поступающем газе возмущений, вызываемых сгоранием. Поэтому детонационная волна распространяется в газе при неизменном начальном его состоянии и с постоянной скоростью. Увеличение длины трубопроводов, применение высокого давления и больших скоростей потока повышают опасность возникновения детонации. Длина преддето-национного расстояния, т. е. расстояния от точки инициирования до места возникновения детонации, определяется в основном отрезком пути, необходимым для развития пограничного слоя и турбулизации газа в волне сжатия. Преддетонационное расстояние уменьшается с повышением давления горючей смеси и возрастает с увеличением длины и диаметра трубы. При удлинении трубы перед фронтом пламени как бы создается больший объем газа, и это замедляет рост плотности и температуры подаваемой смеси при поджатии ее, обусловленном расширением продуктов сгорания. Детонация газовой смеси возможна тогда, когда скорость ее сгорания достаточно велика и смесь полностью или почти полностью сгорает во фронте волны. [c.85]

Несмотря на нринимаелше меры предосторожности для исключения всех возможных причин инициирования взрыва, реакторы должны быть достаточно нрочными, чтобы не разрушаться даже в случае возникновения взрыва. Взрыв может быть ослаблен и ограничен распадом ацетилена при двух условиях. Первое состоит в том, чтобы исключалась возможность прохождения детонационной волны в сосуд через трубу (впускную или вьшускную) это обеспечивается установкой огнепреградителей. Второе условие состоит в том, чтобы размеры сосуда были такими, при которых распад ацетилена заканчивался бы еще до перехода в детонацию. Второе условие определяется отношением длины к диаметру газового пространства и давлением ацетилена. [c.471]

Линия высокого давления является аиболее опасным участком производства ацетилена. Здесь находится не только потенциально взрывоопасное оборудование (компрессоры, осушительные батареи, наполнительные рампы и т. д.), но и получают ацетилен высокого давления (до 2,4 МПа). При таком давлении возможен взрывной распад чистого ацетилена без воздуха или кисл орода, причем минимальная энергия инициирования горения яа несколько порядков меньше, чем при низком и среднем давлении газа. Скорость распространения пламени повышается пр<имерно в линейной зависимости от давления. Возрастает также (и вероятность перехода де-флагращионного горения в детонацию с повышением давления в детонационной волне в неоколько десятков раз по сравнению с первоначальным. [c.87]

Работа [20] посвящена важной проблеме возникновения слоевой детонации (детонации смеси, образующейся из слоя горючих частиц, вздымающихся под действием лидирующей УВ). В ней, в частности, приведены данные экспериментальных исследований процесса подъема пыли и инициирования детонационно-подобных режимов горения органических пылей под действием волны горения, распространяющейся вдоль слоя частиц, лежащих на нижней поверхности стальной трубы длиной 71 м и диаметром 0.3 м, снабженной датчиками статического и полного давления и фотодиодами. Один конец трубы закрыт, а второй открыт в атмосферу. Для инициирования процесса горения использовалась стехиометрическая водородокислородная смесь при нормальных условиях в детонационной трубе длиной 2.44 м и диаметром 5.08 см. Она примыкала к рабочему каналу. Инициирующая пыль засыпалась в трехметровый У-образный канал, помещенный в рабочую секцию. Испытываемая пыль, например пшеницы, находилась за этим каналом. [c.193]

В [47] методами численного моделирования исследована проблема инициирования гетерогенной детонации алюминия в кислороде в пристенном слое частиц, т. е. проблема слоевой детонации. Установлено, что прохождение слабой ударной волны по облаку, занимающему часть поперечного сечения плоского канала, приводит к излому фронта УВ и сжатию облака за фронтом. Для ударных волн как прямоугольного профиля, так и сопровождаемых волной разрежения, образовавшееся уплотнение облака затем распространяется на поперечное сечение канала с формированием характерной вихреобразной структуры на кромке облака. Отражение наклонной УВ внутри облака от плоскости симметрии может быть как регулярным (при малой относительной ширине облака), так и нерегулярным с образованием ножки Маха. Для крупной фракции частиц взаимодействие релаксационных зон приводит к размазыванию картины отражения УВ от плоскости симметрии внутри облака. Взаимодействие сильной УВ с облаком аэровзвеси алюминия приводит к воспламенению частиц и формированию детонационной волны в облаке. Установившийся режим детонации для поддерживаемой УВ характеризуется периодическими колебаниями течения, что обусловлено прохождением и отражением поперечных волн от стенок канала (плоскости симметрии). Осредненное по времени распространение детонационной волны соответствует перёслсатому режиму стационарной детонации. [c.203]

Задача решалась на равномерной двумерной конечно-разностной сетке с применением схемы ТВД для газа и Мак-Кормака для частиц [93-95]. Расчетная область расширялась по мере распространения по смеси прошедшей УВ или инициированной ДВ, включая участок невозмущенного течения. В задаче на распространение уже сформированной детонационной волны в установившемся режиме расчетная область ограничивалась зоной равновесного течения в продуктах детонации, превышающей более чем на порядок зоны релаксации. Тогда на левой границе области ставились мягкие граничные условия (нулевые значения вторых производных параметров смеси). [c.270]

В работе [5,18] описаны опыты по локализации обратного удара пламени в металлокерамических огнепреградителях при сварочных работах. Опыты проводились в потоке при пропускании через огнепреградитель смеси, содержавшей 35% С2Н2 и 65% О2, при расходе 3 л /ч. Фотографированием было установлено, что в подводящей коммуникации перед огнепреградителем после инициирования возникает детонация. При одиночном воздействии детонационной волны на огнепреградитель он локализует пламя ацетилено-кислородной смеси. Если на огнепреградитель действуют быстро следующие одна за другой детонационные волны, которые образуются в результате инициирования натекающей горючей смеси, металлокерамические элементы, как показали непосредственные измерения, разогреваются до высокой температуры. В результате происходит поджигание горючей смеси за огнепреградителем, что может вызвать последующий взрывной распад ацетилена в отсутствие кислорода. [c.247]

Распространение горения в смесях газа с горючими частицами может происходить как за счет процессов переноса — теплопроводности и диффузии, передачи тепла излучением, так и за счет газодинамических процессов — конвективного движения относительно частлц горячих продуктов реакции, ударных и детонационных волн. Реализация того или иного механиз1ма зависит от режима горения частиц, концентрации топлива, геометрии устройства, где горение осуществляется, н особенностей инициирования. При этом скорость распространения фронта горения изменяется в широком диапазоне от нескольких сантиметров до нескольких метров в секунду. [c.402]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология