Дефлаграция

Давление звука при отражении 364 Дефлаграция 662 [c.731]

Таким образом, в рассматриваемом процессе Уг>У1. Такой процесс называется дефлаграцией при постоянном давлении. Скорость фронта реакции в данном случае равна нулю относительно невозмущенной среды. [c.91]

Докажем, что в процессах Чепмена—Жуге скорость О и энтропия продуктов реакции имеют относительный минимум для детонации и относительный максимум для дефлаграции. Мы исходим из того, что вдоль адиабаты Гюгонио выполняет оя неравенство [c.93]

Толщина зоны дефлаграции [c.101]

В интересных случаях существенно меньше, а B J — существенно больше скорости звука ао в невозмущенной среде. При этом каждому допустимому значению В внутри обоих отрезков отвечают два режима на соответствующей ветви кривой Гюгонио — более близкий к начальному состоянию (ТУ — слабая дефлаграция или детонация) и более удаленный от него 3 — сильная дефлаграция или детонация). Важнейшее отличие слабых и сильных режимов состоит в том, что относительно горячей среды слабая волна распространяется со скоростью, большей скорости звука в ней, а сильная волна — с дозвуковой скоростью. Значения скорости волны в режиме Чепмена-Жуге относительно горячей среды совпадают со скоростью звука в ней. [c.119]

Как следствие из описанных ранее свойств кривой Гюгонио установлено, что лишь в случае сильных волн детонации следующие из законов сохранения граничные условия на разрыве достаточны для решения начально-краевых задач и, в частности, для определения при этом скорости распространения разрыва. В случае слабых волн детонации и дефлаграции кроме законов сохранения необходимо еще одно граничное условие на разрыве, а в случае сильной дефлаграции — еще два условия. [c.120]

Остановимся вкратце на описании волн детонации и дефлаграции, в которых теплоподвод к веществу осуществляется извне при поглощении электромагнитной энергии в световом диапазоне. Еще в 1963 г. при острой фокусировке мощного луча рубинового лазера в воздухе наблюдался электрический пробой — в месте фокусировки образовалась светящаяся плазма. Сам по себе этот эффект вызвал в то время огромный интерес среди физиков. В следующем году в одной из ранних работ по оптическому разряду было открыто новое явление, которое [c.124]

В зависимости от условий проведения опытов с поглощением лазерного излучения экспериментально наблюдались и волны детонации, имеющие скорости порядка 100 км/с и более, и волны слабой дефлаграции со скоростями порядка до нескольких м/с. Режимы дефлаграции возникают при умеренных мощностях лазеров, когда температура плазмы имеет порядок 20000 К. Детонация со сжатием газа в ударной волне наблюдается при очень большой мощности, когда температура плазмы имеет порядок сотен тысяч и миллиона градусов. Оценочные расчеты показали, что при еще большей интенсивности излучения, когда достигается температура в миллионы градусов, основным механизмом распространения тепловой волны может стать [c.124]

Именно такой случай поддержания неподвижной или перемещающейся заданным образом относительно вещества структуры, нагретой до высокой температуры, удается реализовать с использованием лазерного источника излучения. Впервые непрерывно действующий оптический разряд, поддерживаемый сфокусированным лучом лазера на углекислом газе, был получен в 1970 г. [6]. При поджигании разряд начинается в фокусе. Затем фронт плазмы, как это описывалось ранее, смещается навстречу световому потоку со скоростью порядка нескольких м/с т.е. тепловая волна распространяется в режиме дефлаграции и останавливается там, где из-за расходимости пучка света плотность потока световой энергии становится недостаточной для поддержания распространяющейся тепловой волны. Температура аргоновой плазмы в зоне разряда превышает 20000 К, плазменное образование представляет при этом непрерывно действующий источник света небывалой ранее яркости. На рис. 9 приведена фотография непрерывного оптического разряда в камере с неподвижным газом, на рис. 10 дана серия снимков плазменных образований в потоке воздуха разной скорости. [c.125]

При уменьшении теплового эффекта реакции сгорания кривая ГюгоньО приближается к кривой для ударной волны и в пределе, когда Q = О, сливается с нею. С уменьшением теплового эффекта минимальная скорость детонации уменьшается, максимальная скорость дефлаграции увеличивается, в пределе (д = = 0) они обе становятся равными скорости звука в исходном газе. [c.376]

Скорость слабой дефлаграции при заданном тепловом эффекте, как уже говорилось, может принимать любые значения от нуля до скорости дефлаграции Чепмена — Жуге. Перепад давления на ее фронте при заданном тепловом эффекте зависит, естественно, от скорости. Полагая 7 постоянным и одинаковым для исходного газа и продуктов сгорания, в случае идеального газа легко получим соотношение [c.384]

Соотношение (4.36) применимо только к слабым дефлаграциям. Для сильных дефлаграций перед корнем должен быть взят знак — . [c.384]

Сильные дефлаграции, описываемые участком кривой Гюгоньо правее точки 4, абсолютно запрещены термодинамически (К. И. Щелкин, 1961). [c.384]

Критерий (5.4) применялся также к оценке пределов устойчивости сильной детонации и слабой дефлаграции (К. И. Щелкин, 1959). Особенно интересен случай слабой дефлаграции. Он позволяет оценить границу устойчивого горения в техническом устройстве, например в гипотетической камере ракетного двигателя, работающего в режиме индукции. Под режимом индукции здесь понимается горение, при котором прогретый газ воспламеняется после истечения периода индукции химической реакции, зависящей от температуры по закону Аррениуса. Критерий, который будет [c.387]

Для слабой дефлаграции, если взять за исходное состояние газа точку 2 (рис. 7),отношение давления продуктов сгорания к давлению исходного газа не очень сильно отличается от единицы, и выражение (5.4) можно разложить в ряд [c.388]

Для дефлаграции безразмерная разность и положить М <С 1 составит [c.388]

С зачетом этого критерий неустойчивости слабой дефлаграции очень простой вид [c.388]

Рассмотрим сначала распространение по горючему газу дефлаграции. Здесь возможны два случая распространение слабой дефлаграции и дефлаграции Чепмена — Жуге. Сильная дефлаграция, как термодинамически неосуществимая при горении, не рассматривается. [c.406]

При распаде теплового разрыва по продуктам сгорания, находящимся за плоскостью А (рис. 17) (пусть теперь это будет газ 5), идет, как и раньше, только одна волна — это или волна разрежения, или ударная волна. По горючему газу теперь уже может распространяться две волны — дефлаграция и ударная волна или дефлаграция вместе с волной разрежения впереди нее. Слабая дефлаграция распространяется всегда со скоростью меньше скорости звука, поэтому она может, возникнув одновременно с ударной волной (волной разрежения) в плоскости А, распространяться затем вслед за ней. За фронтом слабой дефлаграции невозможно существование ни волны разрежения, ни ударной волны, поскольку фронт дефлаграции распространяется относительно продуктов сгорания, находящихся за ним, со скоростью меньше скорости звука, а любое возмущение движется по меньшей мере со скоростью звука. [c.406]

Для вычисления состояния газа и его скорости за фронтом дефлаграции, как и самой скорости дефлаграции, имеется три уравнения. Два уравнения совпадают с (8.2) и (8.3). Третье уравнение — адиабата Гюгоньо — отличается от (8.1) членом, содержащим тепловой эффект горения. Это — уравнение (4.15), которое в размерной форме имеет вид [c.406]

Всего, таким образом, при распаде теплового разрыва со слабой дефлаграцией возникает три волны две, идущие по несгоревшему газу, и третья, движущаяся по продуктам горения (левее плоскости А, рис. 18). [c.406]

Рис. 18. Изображение распада произвольного теплового разрыва в плоскости X — t ОА — начальное положение разрыва О О — ударная волна — волна разрежения ОВ — дефлаграция ОА — движение контактного разрыва ОС — ударная волна — волна разрежения).

Для вычисления 12 величин, характеризующих состояние газа, его скорость и скорость фронта в различных зонах 0x2-, 2, Р2, 2, 1 3 Рз 3 4 А 4 сть 11 уравнений шесть уравнений, описывающих распространение волн по газам 1 ш 5 (для ударных волн — это (8.1), (8.2) и (8.3) для волн разрежения — (8.11), (8.13) и (8.14)), три уравнения для дефлаграции ((8.17), (8.2) и (8.3)) и условия на границе ((8.18) и (8.19)) Уравнений — на одно меньше числа неизвестных. Скорость дефлаграции 1 2з обычно задается и число неизвестных уменьшается до 11. Задача, таким образом, сводится к решению системы из 11 нелинейных алгебраических уравнений с 11 неизвестными. Исходные данные, характеризующие газы./ и 5, известны, хотя и задаются совершенно произвольно. В результате расчета движение во всех зонах полностью определяется начальными данными, [c.407]

Во втором случае (распространение дефлаграции Чепмена — Шуге) вычисления более громоздки. Дело в том, что фронт дефлаграции Чепмена — Жуге движется относительно продуктов сгорания, находящихся непосредственно за ним (относительно газа 3), со скоростью звука. Поэтому за фронтом дефлаграции в этом случае возможно появление одной волны волны разрежения. В сторону несгоревшего газа при этом распространяются три волны ударная волна (или волна разрежения), дефлаграция Чепмена — Жуге и волна разрежения. Соответственно число неизвестных увеличивается на три (не на четыре, а на три, поскольку известно, что фронт волны разрежения, распространяясь со скоростью звука по продуктам сгорания дефлаграции, покоится относительно фронта последней). Добавляются и три уравнения ((8.11), (8.13) и (8.14)), которые надо применять, считая за исходный газ продукты горения дефлаграции Чепмена — Жуге. Всего в задаче 14 неизвестных и 14 уравнений для их определения. [c.407]

При рассмотрении картины распада произвольного теплового разрыва надо иметь в виду, что она чисто газо-термодинамическая, но не физическая. В ней не рассматривается обратная связь между скоростью распространений дефлаграции и скоростью и состоянием газа, по которому она [c.408]

Физика этого явления такова. Ударная волна, повышая температуру и скорость звука газа, делает возможными более высокие скорости дефлаграции. С повышением температуры и скорости звука абсолютное значение скорости дефлаграции Чепмена — Жуге возрастает. Поэтому скорости, запрещенные относительно невозмущенного газа, становятся возможными относительно газа, сжатого в ударной волне. [c.409]

Скорость химической реакции (измеряемая, скажем, ч[ слом прореагировавших в единицу времени молекул) зависит от температуры газовой смеси, в которой она происходит, уве/ нчиваясь вместе с ней. Во многих случаях эта зависиг.юсть очень сильная ). Скорость реакции может при этом оказаться при обычных температурах настоль о малой, что реакция практически вовсе не идет, несмотря на то, что состоянию термодинамического (химического) равновесия соответствовала бы газовал смесь, компоненты которой прореагировали друг с другом. При достаточном же повышении температуры реакция протекает со значительной скоростью. Если реакция эндотермична, то для ее протекания необходим непрерывный подвод тепла извне если ограничиться одним только начальным повышением температуры смеси, то прореагирует лишь незначительное количество вещества, вслед за чем температура газа настолько понизится, что реакция снова прекратится. Совсем иначе будет обстоять дело при сильно экзотермической реакции, сопровождающейся значительным выделением тепла. Здесь достаточно повысить температуру хотя бы в одном каком-нибудь месте смеси начавшаяся в этом месте реакция в результате выделения тепла сама будет производить нагревание окружающего газа и, таким образом, реакция, раз начавшись, будет сама собой распространяться по газу. В таких случаях говорят о медленном горении газовой смеси или о дефлаграции "). [c.662]

Рис. 5.3. -диаграмма детонационных (О) и дефлаграци-онных (С) волн (пунктир — путь частиц) [c.91]

Рассмотрим на плоскости рУ (см. рис. 5.2) совокупность точек, которые удовлетворяют ударной адиабате для продуктов реакции (СМС) и условию (5.10). Из точки 1, характеризующей начальное состояние, проведем пучок прямых Михельсона (5.6), пересекающих адиабату в области детонации (верхняя часть адиабаты — кривая МС2С) и в области дефлаграции (нижняя часть адиабаты — ОМС). Каждая из них, вообще говоря, пересечет ударную адиабату в двух точках. В пределе прямые Михельсона касаются ударной адиабаты. Процессы, отвечающие точкам касания, называются процессами Чепмена—Жуге. Условие касания таково [c.92]

Мы получили следующий результат. Фронт реакции движется со сверхзвуковой скоростью относительно невозмущенной среды при детонации. В случае слабой (недосжатой) детонации и сильной дефлаграции фронт движется со сверхзвуковой скоростью относительно среды за ним. Движение фронта реакции дозвуковое относительно невозмущенной среды при дефлаграции, дозвуковое относительно среды за фронтом при сильной (пересжатой) детонации и слабой дефлаграции. [c.95]

В связи с указанным различием при экспериментальной оценке чувствительности ТРТ на установках, предназначенных для исследования ВВ, возникают проблемы, связанные с интерпретацией результатов. В качестве примера можно привести испытание на удар, когда определяют высоту падения ударника на специально приготовленный образец, при которой в 507о случаев происходит его воспламенение. Скажем, для конкретного взрывчатого вещества определяемая таким образом высота составляет 25 см на специальном копре. Для смесевого топлива на основе ПХА воспламенение наступает уже при высоте в 11 см. Однако это не означает, что ТРТ более чувствительно к удару, чем ВВ. В действительности при испытаниях наблюдаются два совершенно разных процесса дефлаграция ТРТ и детонация ВВ, причем оказывается, что инициировать детонацию многих ТРТ довольно трудно. При интерпретации результатов испытаний правильнее рассчитывать кинетическую энергию ударника и сравнивать ее с соответствующими величинами, характеризующими напряженное состояние ТРТ (измеренными или рассчитанными), которые могут возникать во время технологических операций. Риск возникновения детонации в производстве ТРТ ниже, чем в производстве ВВ, зато выше риск [c.56]

В последние годы возник значительный интерес к экзотермическим волнам, обусловленным другими механизмами тепловыделения и распространения тепла, чем химические реакции и процессы молекулярного переноса. Здесь в первую очередь следует назвать тепловыделение при термоядерных реакциях и распространение волн термоядерного горения и детонации, а также тепловыделение при поглощении подводимой извне электромагнитной энергии, прежде всего в оптическом диапазоне частот, и распространение светодетонационных и светодефлаграционных волн. Нужно отметить также, что при распространении экзотермических волн в конденсированных веществах, обусловленных не только горением, а и другими физико-химическими процессами (например, фазовыми переходами, полимеризацией, рекомбинацией радикалов и др.), кинетика процессов и соотношения между коэффициентами переноса совершенно отличны от имеющихся в газовой среде. Поэтому в таких средах нельзя исключать возможность распространения экзотермических волн типа слабой детонации, а, может быть, и сильной дефлаграции. Тем более это относится к гетерогенным системам, в которых распространение экзотермических волн может обеспечиваться весьма разнообразными механизмами, например, упорядоченным движением диспергированной фазы относительно несущей фазы в газовых смесях с твердыми или жидкими час- [c.122]

Из точки А, характеризующей начальное состояние, можно пров,ести к адиабате Гюгоньо Г две касательные АВ и АР. Все детонации, состояния которых лежат на адиабате Гюгоньо выше точки касания В, называют сильными (или пересжатыми), а ниже ее — слабыми (или недосжатыми). Соответственно дефлаграции, описываемые участком ЕР, называют слабыми, а участком, лежащим ниже точки касания Р,— сильными. Точка касания В соответствует минимально возможной скорости детонации, точка Р — максимально возможной скорости дефлаграции. [c.376]

Многие годы в зарубежной литературе, вплоть до 1948 г, (Р. Курант и К. Фридрихе) и даже позже, предполагалось, что дефлаграция — очень редкое явление. Она осуществляется только при нормальном распространении пламени. Детонация же — явление распространенное. В результате более подробного исследования самораспространяющейся детонации выяснилось, что, строго говоря, это вовсе не детонация, а дефлаграция, рас-пространяющаяся в едином комплексе с ударной волной вслед за последней. Вычисление состояния продуктов сгорания по детонационной ветви кривой Гюгоньо возможно лишь благодаря описанному выше свойству (пересечение адиабат для исходных состояний А ж С ъ тех же точках, где они пересекаются с прямой Михельсона), справедливому только в случае распространения ударной волны и зоны горения с одинаковой скоростью относительно газа Л. Однако существуют режимы горения, при которых комплекс из ударной волны и зоны горения по мере распространения расходится. Состояния С жВ ъ нем не лежат на одной прямой (двойные нестационарные разрывы — Я. К. Трошин, 1955). Для таких комплексов состояние продуктов горения описывается только дефлаграционной ветвью адиабаты Гюгоньо с исходным состоянием С. [c.383]

В заключение кратко рассмотрим дефлаграционную ветвь кривой Гюгоньо (рис. 7). Слабые дефлаграции (участок ЕР) осуществляются (помимо горения в детонационной волне) при медленном горении. Нормальное горение термодинамически является дефлаграцией. Скорость его, как было видно в 2, служит физико-химической константой смеси. Состояние продуктов нормального горения близко к точке Е. Приближенно дефлаграцией (или детонацией) можно считать и горение в ракетном двигателе (Ю. Н. Денисов, Я. К. Трошин и К. И. Щелкин, 1959), скорость которого зависит от степени турбулентности или от скорости смешения горючего с окислителем. В двигателе, как и в других технических устройствах, скорость дефлаграции определяется конструктивными соображениями. [c.383]

Детонация в модели Зельдовича — Неймана, как уже говорилось, представляет собой дефлаграцию Чепмена — Жуге, распространяющуюся по ударно сжатому газу — ударной волне (рис. 10, а). [c.388]

Плоскость произвольного разрыва может отделять продукты сгорания от горючего газа. Горение при этом распространяется по горючему газу в виде детонации или дефлаграции. Такого рода произвольные разрывы называют тепловыми произвольными разрывами (впервые они рассмотрены Г. М. Бам-Зеликовичем, 1949), [c.405]

В зависимости от начальных условий (состояние и скорость газов 1 и 5 схемы 1—4 на рис. 19) возможны четыре случая 1) перед дефлаграцией идет ударная волна, по газу 5 — волна разрежения 2) перед дефлаграцией идет ударная волна, по газу 5 — тоже ударная волна 3) перед дефлаграцией идет волна разрежения, по газу 5 — ударная волна 4) перед дефлаграцией идет волна разрежения, по газу 5 — волна разрежения. Г. М. Бам-Зеликович вывел условия, при которых осуществляется тот или ицой режим (здесь эти условия не воспроизводятся). Практически оказывается проще каждый раз перед выбором системы уравнений физически анализировать конкретную задачу. После этого становится ясной качественная картина распада разрыва и выбор уравнений не составляет труда. [c.407]

Ряс. 19. Все возможные случаи распада произвольного теплового разрыва но Г. М. БаМ Зеликовичу (слева без волны разрежения за фронтом горения — слабая дефлаграция и сильная детонация справа с волной разрежения — дефлаграция и дето-нация Чепмена — Жуге случаи 1 — 4 относятся к дефлаграции, 5 и 5 — к детонации). [c.408]

Все режимы равномерного распространения горения со скоростями, лежащими между дефлаграцией Чепмена — Жуге и детонацией Чепмена — Жуге, запрещены законами сохранения. Для воздушных смесей углеводородов эта область, если рассматривать детонацию без потерь, простирается примерно от 50 м1сек до 1700 м сек. Но скорость движения пламени относительно газа, определяемая физико-химическими свойствами смеси, турбулентностью и распределением скоростей по сечению трубы, может оказаться выше скорости дефлаграции Чепмена — Жуге. Распространение горения относительно исходного газа с постоянной скоростью, превышающей скорость дефлаграции Чепмена — Жуге в нем, оказывается возможным, как показывает газо-термодинамический анализ, при одном дополнительном условии перед зоной горения должна распространяться ударная волна. Эта волна должна быть такой, чтобы заданная скорость пламени относительно частиц газа в ней оказалась как раз равной скорости дефлаграции Чепмена — Жуге, если за исходное состояние взять газ, сжатый в ударной волне. [c.409]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...