Теория ударных и детонационных волн

Количественная теория распространения детонационной волны, разработанная преимущественно французскими и советскими исследователями, известна как гидродинамическая теория детонации [2,3]. По этой теории предполагается, что распространение ударной волны (скачка давления) вызывает во взрывчатой системе быструю экзотермическую реакцию, энергия которой в свою очередь поддерживает стационарное распространение ударной волны. Таким образом, скорость детонации отождествляется со скоростью ударной волны в данной системе. [c.66]

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]

Так как скорость звука йу имеет тот же порядок величины, что и скорости движения молекул, формула для вязкости я, полученная из кинетической теории (например, формула (Е.24) вместе с уравнением (Е.31)), показывает, что величина Ад по порядку величины равна нескольким длинам свободного пробега молекул. Следовательно, при прохождении через скачок, интенсивность которого равна интенсивности наблюдаемых обычно детонационных волн, молекулы испытывают только два или три столкновения. Если учесть тот факт, что химические реакции могут происходить лишь нри молекулярных столкновениях, то отсюда следует, что для того, чтобы в ударной волне могло выделиться заметное ко.личество тепла, значение скорости химической реакции должно быть близким к максимальному из допустимых значений, определяемому частотой молекулярных столкновений. [c.209]

ТЕОРИЯ УДАРНОЙ И ДЕТОНАЦИОННОЙ ВОЛНЫ [c.299]

Мы пытались наметить основные положения теории детонации в двигателе, исходя из того, что это явление заключается в возникновении в двигателе ударной, а в некоторых условиях, и детонационной волн, и что возможность образования ударной волны непосредственно связана со, специфическими особенностями низкотемпературного многостадийного самовоспламенения в несгоревшей части заряда. [c.210]

ЛИЛИ детально проследить за всем процессом возникновения детонации в двигателях. Детонация — очень сложное явление, развивающееся, согласно предложенной А. С. Соколиком теории, в нескольких последовательных стадиях. Возникновение детонации в двигателе обязано двухстах дийному самовоспламенению, развивающемуся в сгорающих в последнюю очередь частях заряда. Наши опыты указывают на то, что на возникновение детонационной волны существенно влияет отражение возникающих в результате такого самовоспламенения ударных волн от стенок камеры сгорания. Детонационная волна в двигателях может принимать весьма своеобразные формы. Наряду с детонационными волнами, распространяющимися по несгоревшей смеси со скоростью около 2000 м/сек, при более слабой детонации возникают ударные волны со средними скоростями лишь около 1200—1500 м/сек. [c.213]

Теория ударных и детонационных волн [c.235]

Настоящая глава посвящена развитию теории воспламенения смесей газов и реагирующих частиц (металлических, углеводородного и органического топлива) под воздействием тепловых источников, проходящих и отраженных ударных волн, реального взрыва во многих случаях разграничены области параметров, в которых возможно опасное, взрывное протекание реакции, в дальнейшем приводящее к образованию детонационных волн. [c.179]

Ч.-Ж. и ниже ее на ветви/ —ЧЖ. Точке Ч.-Ж., как следует из (20.21), соответствует минимальная скорость волны из всех возможных ее значе-ни1"1 на этой ветви, а минимальной скорости ударной волны соответствует минимальная степень рассеяния кинетической энергии под действием сил вязкости, т. е. минимальное возрастание энтропии при переходе от начального состояния [93, стр. 281]. При выборе на адиабате Н точки, определяющей состояние в детонационной волне, так же как и вообще в классической теории детонационной волны, отсутствовали какие-либо соображения, связанные со скоростью химической реакции в детонационной волне. Можно думать, хотя это явно не формулировалось, что в клас- [c.306]

Широкое распространение получила перекисная теория детонации. Согласно этой теории в предпламенных реакциях накапливаются гидроперекиси, вызывающие самовоспламенение - вначале образуются холодные пламена, затем обычное горячее пламя, т.е. происходит взрывное самовоспламенение, вызывающее ударную волну с последующим детонационным горением. [c.27]

Дальнейшее развитие теории стационарной детонационной волны было получено в работах Зельдовича, Деринга и Неймана, использовавших для определения условий, обеспечивающих стационарное распространение волны, представление о конечной длительности реакции в детонационной волне [157]. При этом должно вьшолняться следующее условие поджигающая газ ударная волна должна распространяться по газу со скоростью, равной скорости детонации. [c.141]

Уже первыми исследователями детонационная волна рассматривалась как ударная, в которой развивается достаточно высокая температура, приводяшая к самовоспламенению прилегающих слоев смеси (волна ударного сжатия и сгорания). На основе этих представлений были разработаны основы теории детонации, получившей название гидродинамической теории [21, 144]. [c.140]

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]

При изучении детонационных волн в квази-гомогенной жидкопористой среде (в том числе в водосодержащих аэрированных коллоидных системах) бьшо обращено особое внимание на существенное повышение детонационной способности веществ, находящихся во вспененном состоянии. В этом случае в порах, заполненных газом, при адиабатическом ударно-волновом сжатии происходит сильный разогрев газа и каждая ячейка пористой структуры ведет себя как своеобразный мощный источник тепла, в том числе источник теплового излучения, мгновенно воспламеняющего окружающие слои ВВ. Распределение пор по размерам в начальный период формирования аэрированной коллоидной системы определяется теорией Лифшица-Слезова. Однако в процессе структурирования кривая распределения по размерам размывается, и в дальнейшем состояние системы определяется в рамках теории Кларка-Бекмана-Де Фриза. В этих условиях к стационарному распространению детонации, что обстоятельно показано экспериментально, способны не только водосодержащие аэрированные системы, но и органические соединения, которые никогда ранее не рассматривались, как взрывоопасные - мононитробензол, пропаргиловый спирт и т.п. Это направление наших исследований, несомненно, является оригинальным, и в дальнейшем предполагается его существенное развитие. [c.84]

В таких высокореакт11вных смесях вместо детонационных волн, вероятно, возникал бы более или менее однородный взрыв. Вывод о том, что величина Аж в ударной волне по порядку величины равна нескольким длинам свободного пробега, бросает тень сомнения на законность использования уравнений сплошной среды при описании той части детонационной волны, которая расположена вверх по потоку. Исследование сильных ударных волн в нереагирующих газах, проведенное на базе кинетической теории (например, в работе [ Ч), приводит к значениям толщины ударных волн, которые почти вдвое превышают значения, полученные на базе континуальной теории, и находится в лучшем согласии с очень немногими доступными экспериментальными результатами. В литературе отсутствуют сообщения об исследованиях структуры детонационной волны, выполненных с ирименением кинетической теории, но следует ожидать, что такой ана-льз также приведет к более высоким значениям ширины той части детонационной волны, которая расположена вверх по потоку (ударная волна). Это увеличение не должно существенно изменить другие полученные выше выводы, касающиеся структуры волны. [c.209]

Поскольку детонация в двигателе представляет сферическую (в простейшем случае, плоскую) детонационную волну, к пей неприменим механизм образования ударной волны аккумуляцией элементарных волн сжатия. Единственно возмоя ным способом образования такой волны является особого рода объемное самовоспламенение — идея, высказанная в общем виде Серрюи-сом [45] в так называемой теории нуклеар-ного воспламенения , одпако без конкретной физической или химической интерпретации явления. Между тем именно выяснение специфических свойств такого самовоспламенения, приводящего к рождению сферической [c.390]

Для объяснения формирования сферической детонационной волны непосредственно от инициирующего источника была предложена теория усиления ударной волны под действием когерентного вьщеления энергии (свазер-эффект). Однако, по-видимому, нет причин, которые препятствовали бы применению этой модели для описания возбуждения детонации в замкнутом объеме. Согласно теории свазер-эффекта, энергия, вьщеляемая инициирующим источником, создает перед движущимся пламенем соответствующие градиенты [c.318]

Процесс окисления ацетилена легко приобретает характер детонации. Прп этом по непрореагировавшему газу движется ударная волна, за фронтом которой реакция горения быстро достигает термодинамического равновесия. Модели профиля детонационной волны, рассмотренные в гл. VI в связи со взрывным разложением чистого ацетилена, применимы и для детонации при окислении ацетилена, как и для других газовых реакций. Скорость распространенпя детонационной волны определяется законами термодпнамнки и газодинамики, а не кинетикой реакции горения. Теория стационарной детонации в газах изложена в ряде монографий (см., например [1],) и выходит за рамки настоящей книги, которая посвяш ена главным образом ацетилену. [c.560]

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]

Температуры детонации. Каждый раз, когда при использовании гидродинамической теории применяется уравненпе состояния для продуктов детонации, возникает необходимость в вычислении температуры детонации. Практические трудности такого рода расчетов связаны с необходимостью определения состава газов, образующихся после окончания процесса детонации. Для оценки состава продуктов реакции во фронте ударной волны были предложены как эмпирические формулы, так и более точные методы расчета, в которых изменение температуры и давления вычисляется на основании условий равновесия системы [18, 48]. Экспериментальное оиределение состава продуктов детонации осуществлялось путем анализа газов, образующихся после детонации в свинцовом блоке, заключенном в герметичной бомбе [70]. Полученные таким способом результаты не могут быть непосредственно отнесены (ср. Хайд и Шмидт [30]) к зоне, прилегающей вплотную к детонационной волне, поскольку различные равновесные состояния для СО, СОа, Нз, НзО и т. д. соответствуют лшпь условиям замораживания , возникающим после завершения интепсивного расширения газов. [c.485]

Основы теории детонационного горения создал Я.Б.Зельдович на базе теории ударных волн в инертном газе. Если в трубе, наполненной инертным газом, вдвигается поршень, давление распространяется по газу со скоростью звука. Если поршень движется с постоянным ускорением, возникает возможность сложение волн давления и образуется ударная волна (рис. 3.2), скорость которой определяется скоростью движения молекул, порядка 2 км/с, т.е. в 6-7 раз большей скорости звука. Во фрон- [c.20]

В части I приводятся основные уравнения механики и теплофизики многофазных сред различной структуры, рассматриваются методы описания межфазного взаимодействия в дисперсных средах, исследуются ударные и детонационные волны и волны горения в конденсированных средах, газовавесях и пористых телах, дается теория обработки и упрочнения металлов взрывом [c.2]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология