ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы О распространении детонации и горения в газах из "Прикладная газовая динамика. Ч.1 " Творцом теории распространения детонации в газах является известный русский физик В. А. Михельсон, посвятивший в 1889 г. этому вопросу работу О нормальной скорости воспламенения гремучих газовых смесей ). [c.218] Выдающиеся теоретические и экспериментальные исследования в области горения и детонации принадлежат Н. Н. Семенову, Я. Б. Зельдовичу, Д. А. Франк-Каменецкому, К. И. Щел-кину и другим советским ученым ). [c.218] Распространение пламени в горючей газовой смеси вне зависимости от механизма воспламенения (теплопроводностью при медленном горении или ударной волной при детонации) подчиняется основным законам газовой динамики и, следовательно, может быть описано уравнениями сохранения массы, количества движения и энергии. [c.218] Фронт пламени представляет собой тонкий слой газа практически постоянного сечения, по обе стороны которого значения скорости движения (относительно фронта волны), температуры, давления и других параметров различны. В соответствии с этим фронт пламени можно трактовать как поверхность сильного разрыва (теплового скачка). [c.218] В современном представлении детонационная волна, распространяющаяся в горючей газовой среде, является двухслойной. Первый слой представляет собой адиабатическую ударную волну, при прохождении через которую газ сильно разогревается. В химически активном газе разогрев этот, если он достаточно интенсивен, может вызвать воспламенение. В связи с тем что толщцна ударной волны ничтожно мала (порядка длины свободного пробега молекулы), в пределах ее процесс горения, по-видимому, развиться не в состоянии. Поэтому область, в которой протекает горение, образует второй, более протяженный, но практически также весьма тонкий слой, примыкающий непосредственно к ударной волне (рис. 5.18). [c.218] Разогрев газа при прохонодении его через ударную волну в детонационном горении заменяет собой в сущности подогрев его теплопроводностью в нормальном горении. [c.218] Величина wi является скоростью распространения ударной волны. (в нашем случае волны детонации в неподвижном газе). Для исследования процесса удобнее считать, что газ притекает со скоростью W к области детонации, а фронт волны неподвижен. Эта обращенная схема явления принята нами в последующем изложении. [c.219] Ударная волна (скачок уплотнения), как известно, распространяется со сверхкритической скоростью (г 1 акр), поэтому скорость газа за фронтом волны всегда ниже критической (u/-2 aitp). Иначе говоря, нроц сс горения при детонации, как и при медленном горении, протекает в дозвуковой части газового потока. [c.219] Например, при скорости распространения ударной волны w = = 2000 м/с, начальной температуре газа Т = 400 К, Л = = 300 Дж/ (кг К) и А = 1,4 1шеем Т 2340 К, а р 900 м/с, 2,2, Яг 0,45, чему соответствует 2260 К. [c.220] Нет сомнений, что в данном случае ударная волна может вызвать воспламенение горючей газовой смеси. [c.220] Займемся теперь расчетом зоны горения. [c.220] Естественно, что вс формулы, выведенные в 3 и 4 для случая (подогрева газа в цилиндрической трубе, пригодны и для расчета второго (теплового) слоя детонационной волны, так как при выводе указанных формул длина трубы не имела значения (трением и теплоотдагчей через боковую поверхность мы пренебрегали). [c.220] Следовательно, с усилением ударной волны уменьшается как относительный разогрев газа A7 /7 i, так и приведенная скорость продуктов сгорания Аз. [c.222] Изучим стационарный режим детонации. [c.222] Изложенные соображения позволяют представить себе процесс образования стационарной волны детонации в следующем виде. [c.222] Следовательно, процесс детонации, начавшийся со взрыва, непрерывно ослабевает до тех пор, пока скорость распространения не снизится до минимального значения, отвечающего наступлению теплового кризиса в зоне горения. С этого момента распространение детонационной волны приобретает устойчивый стационарный характер. [c.223] Как было указано в 4, дальнейшее ускорение и переход Б сверхзвуковую область возможны единственно при перемене знака воздействия— в данном случае при переходе от выделения тепла в зоне горения к отводу его, начиная от критического сечения тепловое сопло). Таким образом, наступление теплового кризиса в зоне горения приводит к установлению стационарных значений Xi, Я2 и Лз. [c.223] Последние два выражения, так же как и уравнение (65), сохраняют одинаковый вид при подстановке в них приведенных скоростей Я] и Яг. Тем самым изменение температуры торможения связывается здесь или со скоростью распространения детонации (Я1), или с максимальной скоростью распространения зоны горения (Яа). Суп ественно, что максимальное значение Яг сохраняется вне зависимости от механизма зажигания, т. е. относится как к детонационному, так и к нормальному распространению пламени. [c.223] Вернуться к основной статье