Схема детонационной волны

Рис. 5.18. Схема детонационной волны А — свежая смесь, В — продукты сгорания I — скачок уплотнения. Я —зона горения

Рис. 1. Схема детонационной, волны и профиль давления в ней I — фронт ударной во.и-

Рис. 1. Схема детонационной волны и профиль давления в ней I — фронт ударной вол--/ ны (начало химич. превращения) II — плоскость, соответствующая окончанию химич. превращения 1 — давление в исходном веществе 2 — давление во фронте ударной волны 3 — давление в продуктах детонации сразу после завершения ХИМИЧ. реакции.

Рис. 34. Схема горения в нестабильной, но стационарной детонационной волне с двумя поперечными волнами. Заштрихованы области воспламенения с малыми значениями периода индукции.

Схема установки разрывных мембран на огнепреградителе показана на рис. УП1-11 (стр. 380). Места их на трубопроводах у огнепреградителей обусловлены характером распространения детонационной волны. Установлено, что разрушению подвергается разрывная мембрана, которая расположена перпендикулярно фронту детонационной волны, в то время как другая мембрана, установленная параллельно фронту волны, только деформируется. Исходя из этих соображений, огнепреградитель располагают под углом 90° к трубопроводу, чтобы вся кинетическая энергия набегающей детонационной волны была направлена на разрывную мембрану, тогда ослабится удар на огнепреградитель. [c.383]

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

Здесь автор, повидимому, ссылается на объяснение механизма распространения детонационной волны, предложенное Льюисом. Эта схема лишена всякого научного основания (см. А. Соколик, Горение и детонация в газах,1934, стр. 56). [c.50]

Рис. 3.1.1. Схема ударного нагружения накладным зарядом (а) и летящей пластиной (б) I — детонатор, 2 — генератор плоской детонационной волны,

В данной схеме детонационная волна рассматривается как комплекс ударная волна - юна реакции. Вследствие экспоненциальной зависимости скорости реакции от температуры энерговыделение происходит на малом участке НБ. Сгорание происходит не мтновенно, как утверждали первые исследователи детонации [11], а занимает некоторое время т [30]. Поэтому перед продуктами сгорания существует участок старой, но непрореагировавшей смеси, передняя граница которого - фронт ударного сжатия - движется со скоростью детонации V (состояние сжатой смеси долишо находиться одновременно на кривой II и на продолжении гфямой [c.25]

Схема детонационной волны. Детонация представляет собой явление самоподдерживающегося распространения ударной волны в горючих средах, при котором ударная волна повышает температуру среды и инициирует быструю химическую реакцию с выделением тепла. Часть этого тепла преобразуется в кинетическую энергию продуктов реакции за волной и тем самым идет на поддержание детонации. Модель одномерной стационарной детонации с передним ударным скачком и последующей зоной экзотермической химической реакции в гомогенной (односкоростной) среде разработана Я. Б. Зельдовичем, Д. Нейманом и [c.260]

Чрезвычайно показательно, что кинетическая модель реакции и описанное поведение системы в области атмосферных давлений и температур 1000 К в реальных условиях в значительной мере определяет гидродинамический механизм воспламенения и горения газа в детонационных волнах. Многочисленные экспериментальные наблюдения и теоретический анализ течения газа в зоне химической реакции, инициируемой нагревом газа за ударным фронтом плоской детонационной волны, показывают, что одномерная и стационарная схема течения в такой зоне неустойчива. На практике реализуется локально нестационарная и многофронтовая модель детонационного горения 1119, 1521, в которой термическое состояние ударно нагретого газа варьируется в достаточно широких пределах — от 900 до 3000 К вместо 1800 К, характерных для стационарной детонационной волны Чепмена — Жуге. Это изменение температуры обычно представляется в виде непрерывного распределения вдоль искривленного [c.305]

Хотя окончательное заключение о правильности данной, как и любой иной модели детонационной волны, может дать только прямое исследование ее структуры, одпако, учитывая значительную неопределенность пмею-1ЦПХСЯ наблюдений (см. 21, стр. 328 п слег.), представляется суш ествен-ным выяснить, в какой мерс схема Зельдовича — НеЛмапа является единственно возможной моделью стационарной детонационной волны. [c.313]

Однако все дальнейшие измерения, с возможным сокращением пнер-циониости регистрирующей схемы, неизменно показывали, что наблюдаемое максимальное повышение плотности составляет не более % от того, которое следовало бы ожидать в воспламеняющей ударной волне равной скорости. Так, для детонационной волны в смесях 21Ы- О2+ 1Хе (2Хе) максимальное сжатие оказалось в пределах 3,1—3,7, а вычисленное для ударной волны равной скорости — 5,1 и 4,7 соответственно. [c.330]

Та же идея о прогрессивном снижении температуры в детонационной волне и скорости реакции в ней использована Зельдовичем 14] в тепловой теории детонационных пределов, но с тем видоизменением, что учитывается прогрессивное возрастанпе тепловых потерь в стенки трубы по мере уменьшения скорости реакции и увеличения протяженности зоиы реакции — аналогично схеме прогрессивного снижения температуры на пределах распространения пламени (см. 15). [c.333]

Как ВИДНО ИЗ приведенной на рис. 252 схемы фоторегистрацни, прн этом предполагается параллельность (в развертке пути по времени) следа распространения фронта ударной волны и следующей за ним светящейся зоны реакции, так что регистрируемое расстояние точкп самовоспламенения от фронта реакции (а на рис. 252) представляется и как расстояние между фронтом ударной волны и зоной реакции в самой детонационной волне. В действительности же, по аналогии с фоторегнстра-циями рис. 251, перед отражением ударной волны от торца трубы нламя распространяется с затухающей скоростью, например, как это схематически намечено на рис. 252 линией 3, так, что расстояние а представляет интервал между фронтом ударной волны и зоной реакции не в стационарной детонационной волне, а только иосле ее распада, в процессе ее затухания. Естественно, что это расстояние может изменяться в широких пределах в зависимости от степени затухания детонационной волны к моменту отражения ударной волны от торца трубы. На основании всех опытов по отражению ударной и детонационной волн от торца трубы следует, таким образом, признать, что в стационарной детонационной волне,в том числе и спиновой у пределов детонации,имеет место практически полное совпадение фронтов воспламенения и ударной волны. [c.348]

По мнению Бона [54], установленная опытом менее прочная связь между фронтом пламени и ударной волной в спиновой детонацин обусловлена пониженным уровнем термического возбуждения сжатого в ударной волне газа под воздействием радиации из фронта пламени. С другой стороны, полосатая структура фоторегистраций трактуется как фотографический эффект пересечения наклонных следов, из которых один, направленный вперед, регистрирует поток частиц, следующий за фронтом детонационной волны, а другой, направленный назад,— свечение продуктов детонации в ретонационных волнах, возникающий при периодических воспламенениях объемов газа, не охватываемых головой спина при его вращательном движении. Если не считать необоснованной гипотезы радиационной активации, другие элементы этой схемы использовались неоднократно и другими исследователями. [c.352]

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]

Приведенная схема, представляющая последовательпое применение общего принципа стационарности детонационной волны, как равенства [c.353]

Связь детонационного спина с колебаниями газа за фронтом детонационной волны получает прямое подтверждение в опытах Мурадьяна и Гордона [14], — появление регулярных колебаний давления у пределов детонации. Как видно из рнс. 255, они появляются с установлением стационарного режима, характеризующего спиновую детонацию, и длятся, подобно полосам в зоне послесвечепия, значительное время после прохождения фронта ударной волны. Частота этих вибраций зависит от состава смеси (т. е. от скорости детонации в соответствии с уравнением (22. 11). Теми же авторами было показано соответствие наблюдаемых частот колебаний давления с частотой снина, вычисленной по схеме Фея [83]. [c.354]

Завершающее предетонационный период детонационное воспламенение возникает иногда па значительном расстоянии от первичного фронта иламенп, как в случае, приведенном на рис. 267 — известной фоторегистрации Бона [54]. Это — условия, близкие к пределам детонации с соответствующей структурой детонационной волны — низкочастотным, одпоголовым спином. Распространение па некотором отрезке пути, по крайней мере двух фронтов пламени, указывает на локализованный характер детонационного воспламенения, которое в этом случае ие охватывает всего сечения трубы. Это соответствует воспламенению в изломе ударной волны по схеме рис. 254. [c.363]

Для дальнейшего рассмотрения влияния других физико-химических факторов на предетонационное расстояние существенно учитывать, что оно состоит из двух частей, имеющих различную природу. Образование плоской волны сжатия, с которого начинается собствзнно предетонационное ускорение пламени, так же как и вибрации пламеп, становится возможным только после перекрытия фронтом пламени сечения трубы, как на рис. 275, В, представляющем схему известной фотографии Эллиса (см., например, [107] фпг. 151). На временной развертке пламени этому соответствует перегиб, фиксирующий начало собственно предетонационного нериода (см. рпс. 258). Расстояние от искры до места возникновения детонации состоит, таким образом, из двух частей 8г> = 8[> 8о-Как очевидно,представляет наименьшее возможное расстояние от искры до возникновения детонации оно может быть, в частнос т), сокращено расположением нескольких искровых электродов по сечению трубы — прием, используемый для ускорения установления детонационной волны. [c.369]

Такое же сокращение задержки образования сферической детонации с уменьшением концентрации N а наблюдалось в опытах Зельдовича, Когарко и Симонова [12] при воспламенении смесей С2Н2 - - 2,5 О2 N2 плоской детонационной волной, исходящей из трубки малого диаметра в центре цилиндрического сосуда диаметром 305 мм по схеме рис. 283. Как видно из приведенных на рис. 284 фоторегистраций, при х = 3,25 (N2/02 = 1,4) плоская детонационная волна диаметром 17 вообще не инициирует сферическую детонацию. Но, как показано в тех же опытах, с увеличением отношения (N2)/(02) растет критический диаметр плоской волны, при котором становится возможным ее переход в сферическую детонацию в частности, в смоси с (Кг)/(02) = 1,4 переход плоской детона- [c.378]

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

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]

Скорость распространения детонационной волны (скорость детона сии) составляет несколько тысяч метров в секунду (см. Вырьтчатые еещистеа, табл. 2). Характер распространения детоиадионно1 о превращения показан на схеме (рис. 1). [c.276]

Фиг. 1. Расчетная схема движения метае- мой пластины при сварке взрывом ВВ1—свободная поверхность непродетонировавше-го заряда ВВ АА — метаемая пластина перед фронтом детонационной волны 001—поверхность неподвижной пластины ДС —отрезок метаемой пластины за фронтом детонационной волны АСВЕ—область за зоной реакции, в которой давление принимается равным АВ-

Рис 96, в. Схема распространения самовоспламененигг (б) и фронта детонационной волны (в) [c.225]

Термогидродипамическая теория дает связь между различными параметрами в детонационной волне, в том числе между теплотой и температурой взрыва, с одной стороны, и скоростью детонации, как наиболее точно определяемой величиной при детонации,— с другой стороны. Наконец, были предложены многочисленные уравнения состояния для продуктов детонации, некоторые из которых приближенно описывают свойства газов при этих давлениях [145—149]. Все эти исследования дали возможность теоретического расчета состава продуктов, температуры и теплоты взрыва. Такого рода работы полезны и для практики, и для теории, так как они служат проверкой целого ряда теоретических предположений и позволяют оценивать состав, объем газов, их температуру, энергию, выделяющуюся при этом, давление, т. е. все величины, необходимые для того, чтобы оценить действие взрыва. Имеется ряд работ Шмидта, посвященных этому вопросу. Удобную схему расчета продуктов дал Браун [150]. Он произвел учет многих возможных реакций. Его схема хороша тем, что для большого числа различных газов, взаимодействующих друг с другом в соответствии с законами термодинамического равновесия, она дает точное решение серии уравнений, включающих константы равновесия важнейших реакций при детонации ВВ. Однако существенным недостатком приведенных выше работ является использование парциальных давлений при расчетах равновесий продуктов. [c.156]

Остановимся на некоторых результатах численных расчетов сформулированной выше проблемы и их сопоставлении с экспериментами [22, 18]. В частности, в опытах [22] исследовалось распространение ударной волны по воздуху в ударной трубе (УТ) кругового сечения длиной 5,2 м. Стенки трубы перед прохождением УВ покрывались слоем сажи. Для этого в камере высокого давления УТ поджигалась эквимолярная смесь ацетилена и кислорода, в то время как в рабочей части трубы находился ацетилен при том же давлении. Межсекцион-ная диафрагма открывалась в момент возгорания смеси в секции высокого давления. По мере прохождения сформировавшейся детонационной волны по камере низкого давления УТ образовывались твердые продукты реакции - углерод (сажа). Большая часть сажи осаждалась на дне трубы, остальная часть осаждалась на стенках и верхней части трубы. Толщина слоя сажи регулировалась заданием начального давления, которое варьировалось в пределах 70000... 150000 Па. Затем вдоль образовавшегося слоя пыли посредством аналогичной схемы реализовывалось прохождение УВ с числом Маха 1.62. Для регистрации давления около торца УТ устанавливались два пьезодатчика на верхней и нижней стенке, что позволяло определить распределение давления на стенках трубы в зависимости от времени. [c.256]

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]

Реализация в опытах схемы с накладным зарядом взрывчатого вещества, детонирующего на тонкой пластине из инертного материала, плотно прижато к торцу заряда ВВ, позволяет по измеренной скорости движения свободной поверхности пластины исследовать само взрывчатое вещество. Это достигается использованием тонких пластин разной толщины Ь, что дает возможность по результатам измерений построить профиль скорости свободной поверхности пластины в зависимости от ее толщины и воспроизвести при малых Ь химпик детонационной волны (см. А. Н. Дремин, С. Д. Савров и др., 1970). [c.271]

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]

Анализ упрочнения взрывом по схеме с накладным зарядом ВВ. Эксперименты по упрочнению армко-железа и малоуглеродистой стали контактным взрывом (см. А. А. Дерибас, 1972) дали несколько иной результат, чем описанные выше эксперименты с высокоскоростным ударом пластины. Отличие результатов взрывного упрочнения в экспериментах с накладным зарядом ВВ заключается в том, что, несмотря на явно высокие давления (р > Рв 13 ГПа), развиваемые у контактной границы в ближних слоях нагружаемых образцов, зона существенного упрочнения либо практически отсутствует, либо очень мала, но в то же время ясно выделяются зоны быстрого падения твердости и слабого упрочнения. Естественно, что этот экспериментально обнаруженный факт вызывает необходимость проверки принятой кинетики фазовых превращений а е в ударной волне и их роли в эффекте упрочнения при контактном взрыве. С этой целью была рассмотрена задача, моделирующая условия экспериментов по схеме с накладным зарядом ВВ, о выходе детонационной волны на слой металла и исследовано действие взрыва ВВ на образец 19 [c.291]

Фотографические камеры для определения скорости ударной волны. Принципиальная схема устройства такой камеры изображена на рис. 146. Еслп взрывчатый заряд продолговатой формы установить вертикально неред липзой и вертикальной щелью и поджечь с одного конца, то светящийся детонационный фронт будет двигаться вверх вдоль стержня от А к В с мгновенной скоростью О. Мгновенная скорость перемещения изображения фронта пламеии на неподвижной пленке есть [c.482]

На рис. 3.3.1 представлены pF-диаграммы для расчета детонации сплошного и пористого гексогена. Здесь, в соответствии со схемой рис. 3.1.5, 3.1.6, представлены кривая холодного сжатия исходного гексогена, ударные и детонационные адиабаты, рассчитанные по уравнениям (3.1.27) и (3.1.30). Для сравнения приведены детонационные адиабаты при полном (100%) и неполном (75 и 50%) энерговыделении о. Точки Bj и — точки Чепмена — Жуге для сплошного и пористого ВВ, определяемые с помощью прямых линий OBjA и O BjA (линий Рэлея — Михельсона), которые являются касательными, проведенными из точек О и О к соответствующим детонационным адиабатам. Здесь точки О ж О определяются исходным состоянием соответственно сплошного и пористого ВВ. При этом точки А ж А соответствуют состояниям за ударной волной (в химпике). [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология