ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Детонация из "Механика сплошных сред Изд.2 " ВОЛНЫ выше, чем впереди неё. Если интенсивность ударной волны достаточно велика, то вызываемое ею повышение температуры может оказаться достаточным для того, чтобы в газе могло начаться горение. Ударная волна при своём движении будет тогда как бы поджигать газовую смесь, т. е. горение будет распространяться со скоростью, равной скорости волны, — гораздо быстрее, чем при обычном горении. Такой механизм распространения горения называется детонацией. [c.584] Проследим теперь, следуя выдвинутым Я- Б. Зельдовичем (194Э) идеям, за ходом изменения состояния вещества вдоль слоя конечной ширины, которым в действительности является детонационная волна. Передний фронт детонационной волны представляет собой истинную ударную волну в газе / (исходной горючей смеси). В ней вещество подвергается сжатию и нагреванию, приводящему его в состояние, изображающееся точкой с1 (рис. 114) на ударной адиабате газа /. В сжатом веществе начинается химическая реакция, по мере, протекания которой состояние вещества изображается точкой, передвигающейся вниз по хорде йа при этом выделяется тепло, вещество расширяется, а его давление падает. Так продолжается до тех пор, пока не закончится горение и не выделится всё тепло реакции. Этому моменту соответствует точка с, лежащая на детонационной адиабате, изображающей конечные состояния продуктов горения. Что же касается нижней точки Ь пересечения хорды ай с детонационной адиабатой. [c.585] Таким образом, мы приходим к важному результату, что детонации соответствует ке вся кривая детонационной адиабаты, а лишь её верхняя часть, лежащая над точкой О, в которой адиабата касается прямой аО, проведённой из начальной точки а. [c.586] Для полноты рассуждений следует также указать, что скачкообразный переход из состояния с в состояние Ь в ещё одной ударной волне тоже невозможен, так как газ пересекал бы такую волну в направлении от большего давления к меньшему, что невозможно. [c.586] Отметим ещё следующее обстоятельство. В том же 84 было показано, что 0. Поэтому в той точке, где имеет минимум, минимально также и So. Такой точкой является как раз точка О, и мы заключаем, что она соответствует наименьшему значению энтропии А з на детонационной адиабате. Энтропия имеет экстремум в точке О также и если следить за изменением состояния вдоль прямой ае (поскольку наклоны кривой и касательной в точке О совпадают). Этот экстремум, однако, является максимумом, как впервые было указано В. А, Михельсоном. Действительно, перемещению от точки е к О соответствует изменение состояния по мере протекания в сжатой смеси реакции горения, сопровождающейся выделением тепла п ростом энтропии переход же из О в а соответствовал бы эндотермическому превращению продуктов горения в исходное вещество, обладающее меньшей энтропией. [c.587] Если детонация вызывается ударной волной, возникшей от какого-либо постороннего источника и падающей на горючую смесь, то такой детонации может соответствовать любая точка, лежащая на верхней части детонационной адиабаты. В особенности интересна, однако, детонация, возникающая самопроизвольно, в результате самого процесса горения. В следующем параграфе мы увидим, что в ряде важных случаев такая детонация непременно должна соответствовать точке Жуге, так что скорость детонационной волны относительно остающихся непосредственно за ней продуктов горения равна как раз скорости звука, а скорость относительно исходного газа v =jV имеет наименьшее возможное значение. Это утверждение было высказано гипотетически ещё Д. Чепменом (1899) и Э. Жуге (1905), а его полное теоретическое обоснование принадлежит Я- Б. Зельдовичу (1940). [c.587] ЭТО есть наибольшее сжатие веш,ества, которое может быть достигнуто в детонационной волне. [c.588] Рассмотрим более подробно детонацию, соответствующую точке Жуге, представляющую согласно сказанному выше особый интерес. В этой точке имеем . [c.588] Два знака перед корнем соответствуют в данном случае тому, что из точки а можно провести две касательные к детонационной адиабате — одну вверх, как это изображено на рисунке, а другую вниз. Интересующая нас верхняя касательная является более крутой и соответственно этому мы выбираем знак плюс перед корнем. [c.588] Эта формула определяет скорость распространения детонации по температуре исходной газовой смеси. [c.589] Вместе с (120,9) они определят отношения давлений и плотностей продуктов горения и исходного веш,ества по температуре Т . [c.589] Определить термодинамические величины газа непосредственно за ударной волной, являющейся передним фронтом сильной детонационной волны, соответствующей точке Жуге. [c.590] Вернуться к основной статье