Скорость частиц при детонации

Кумулятивные заряды. Начнем с краткого описания понятия детонации взрывчатых веществ. Представим себе, что в некотором объеме неограниченной упругой среды мгновенно создано большое давление. Тогда по среде побежит ударная волна — поверхность, перед которой среда покоится, а за ней частицы имеют конечную скорость на самой поверхности имеется скачок давления, плотности и скорости. Если при этом в среде не происходит химических реакций, то с удалением от места возмущения все скачки на фронте волны будут падать. Имеется, однако, много веществ (газообразных, жидких и твердых), таких, что при достижении в каком-либо их месте определенного давления в этом месте происходит химическая реакция с большим выделением тепла. Если по такому веществу пустить ударную волну достаточно большой интенсивности, то сразу за волной будет выделяться энергия, которая питает скачок. При этом, как правило, быстро образуется установившийся процесс, при котором на фронте уДарной волны сохраняются величины скачков давления, плотности и скорости, и скорость распространения самой волны также становится постоянной. Вещества, обладающие таким свойством, называются бризантными взрывчатыми веществами, а описанный процесс их превращения — детонацией. [c.258]

Итак, абсолютная скорость движения сгоревших частиц всегда меньше скорости звука. Этот результат справедлив как при нормальном горении, так и при детонации. [c.179]

Теплота взрыва — количество теплоты, выделяемой при взрыве одного килограмма вещества. Температура взрыва — максимальная температура нагрева газообразных продуктов за счет теплоты взрыва. Теплота и температура взрыва определяют мощность взрывчатого вещества. Скорость детонации — это скорость перемещения фронта химического превращения взрывчатых веществ Б газообразные продукты взрыва. Скорость детонации определяют силовые и скоростные характеристики процесса деформации металлов в момент взрыва. Скорость детонации зависит от размеров заряда, его плотности, величины частиц взрывчатого вещества. Установлено [206], что лучшие результаты по сварке металлов получаются в случае, когда скорость детонации равна или меньше скорости звука в соединяемом металле. [c.162]

Рассмотрим продольное сечение такого заряда (рис. 177, а). Фронт детонации АВ, двигаясь со скоростью т/д, обтекает облицовку. Мгновенное давление на этом фронте сообщает каждой частице облицовки некоторую скорость т , направление и величину которой установим позже. Если пренебрегать изменением интенсивности давления на фронте детонации за счет уменьшения количества взрывчатого вещества при приближении к основанию клина (конуса) и увеличением массы на еди- [c.280]

Процесс нанесения покрытий с помощью детонации в газах практически осуществляется следующим образом. Дисперсный порошок материала для покрытия распыляется в трубе, заполненной гремучей смесью. В момент взрыва частицы материала должны находиться во взвешенном состоянии и образовывать с газовой смесью единую систему. Под действием высокой температуры взрыва частицы переходят в пластичное состояние и вместе с продуктами сгорания со сверхзвуковой скоростью устремляются к открытому концу трубы, перед которым и располагается покрываемая поверхность изделия. Расчет показывает, что при использовании детонации для разгона расплавленных (или оплавленных) частиц их кинетическая энергия в тысячи раз больше, чем в случае газопламенного и плазменного напыления. Естественно, что такая разница между кинетическими энергиями частиц, напыляемых упомянутыми методами, должна вызвать и принципиальные, качественные различия в свойствах соответствующих покрытий, что и наблюдается в действительности. У детонационных покрытий в отличие от газопламенных и плазменных очень небольшая закрытая пористость (обычно не выше 1%) и, намного большая прочность сцепления с поверхностью обрабатываемого изделия. Причина этого заключается в следующем. [c.128]

Движение конуса в детонирующем газе при наличии за волной детонации скачка уплотнения представляет собой любопытный пример течения, в котором существуют движущиеся по частицам в одну и ту же сторону два разрыва волна детонации, распространяющаяся по частицам газа за ней с нормальной составляющей скорости, равной скорости звука, и следующий за волной детонации скачок уплотнения, распространяющийся по частицам газа перед ним со сверхзвуковой скоростью. [c.33]

Таким образом, независимо от величины характеристика СО ж распределение скорости (а также давления и плотности) на ней будут такими же, как и в случае автомодельного течения за волной Чепмена-Жуге. Это обстоятельство позволяет продолжить течение из области D O, определенное формулами (23) при некотором ds > О, соединяя его вдоль характеристики СО с течением, определенным теми же формулами (23), но уже с другим значением б з. При этом производная кривизны волны детонации терпит в точке О разрыв возникают также слабые разрывы, распространяющиеся от точки О вдоль характеристики второго семейства и вдоль траектории частиц. Они, однако, не проявляются при сохранении только рассматриваемых первых двух членов рядов (11). Если, в частности, продолжением течения за характеристику считать течение с б з = О, т.е. автомодельное течение сжатия, то за точкой О волна детонации будет и дальше оставаться волной Чепмена-Жуге. [c.74]

К. К. Андреев (1959) выдвинул идею, согласно которой массовая скорость горения существенно возрастает при проникновении горения в глубину взрывчатого вещества. При этом вещество разрушается и из него вылетают мелкие частицы, сгорающие в газовом пламени. С таким механизмом увеличения скорости горения, по мнению К. К. Андреева, связан переход горения в детонацию в конденсированных взрывчатых веществах. А. Ф. Беляев (1940) выдвинул и экспериментально обосновал идею о том, что медленное горение жидких и легкоплавких (точнее, легкокипящих) взрывчатых веществ происходит в газовой фазе. Эта идея позволила применить к горению указанных веществ описанную выше теорию нормального горения газов. [c.363]

Следует отличать детонацию от самовоспламенения горючей смеси, хотя часто детонация наступает одновременно с самовоспламенением. Последнее происходит вследствие соприкосновения горючей смеси с перегретыми частями камеры сгорания (перегретые электроды свечи, клапаны, раскаленные частицы нагара). Существенное отличие самовоспламенения от детонации заключается в величине скорости горения горючей смеси в цилиндре. При самовоспламенении скорость горения остается нормальной и горение не носит взрывного характера. Но так как самовоспламенение происходит задолго до прихода поршня в в. м. т., то при этом в двигателе возникают стуки и мощность падает. Для того чтобы определить, происходит ли самовоспламенение, можно выключить зажигание при этом двигатель будет продолжать неравномерно работать некоторое время, так как смесь воспламеняется в этом случае не от искры, возникающей между электродами свечи, а от перегретых мест в камере сгорания. [c.240]

При соударении из угла схождения деталей вылетает облако мелких горячих частиц, очищающих поверхности под большим давлением. Этот выброс неравномерен, вследствие чего поверхность соединения в узкой зоне волнообразна. В микрообъемах нагрев близок к температуре кипения. Если > Уд, то параллельные детали соударяются раньше их очистки, и сварка невозможна. Скорость детонации Уд повышается с увеличением /1 . Стабильность Уд зависит от плотности ВВ и размера его зерен. [c.196]

Детонационный способ нанесения порошковых покрытий основан на использовании энергии детонации в газах. При этом способе металлический или металлизированный порошок наносится взрывом ацетиленкислородной смеси, обеспечивающим скорость частиц порошка 800—900 м/с. [c.266]

Теория детонации в газах. Как известно, химич. превращеняя во взрывчатой газовой смеси могут иметь три основные различные формы, отличающиеся по величине скорости реакции. Гомогенное превращение, когда в каждой точке реакционного пространства реагируют в 1 ск. одинаковые количества вещества. Этот процесс возможен лишь тогда, когда скорость реакции настолько мала, что выделяющееся при реакции тепло путем теплопроводности м. 6. распределено по всему содержимому сосуда, т. е. процесс практически протекает изотермически. При больших скоростях реакции возникают сильные местные разогревы, к-рые в свою очередь ускоряют течение реакции и этим становятся исходным местом для второго типа процесса горения , при к-ром фронт горения высокой темп-ры пробегает по газовой смеси. Все же при этом давление в реакционной трубке практически одинаково, оно повышается равномерно и есть давление всего реагирующего вещества. При еще большем повышении скорости наступает такая стадия, когда не только тепло, но и связанное с реакцией повышение давления уже не успевают распределяться по окружающей массе. Эта стадия достигается тогда, когда скорость распространения фронта горения превышает скорость звука. В этом случае частицы нагревшегося газа, граничащие о фронтом горения, будут испытывать ударное сжатие, к-рое с своей стороны должно пове-сгч к дальнейшему увеличению скорости реакции Наступает третья фаза реакции, т. е. детонация, при которой местное повышение темп-ры связано с мгновенным повышением давления. Теоретически гомогенный процесс реакции является наиболее простым с точки зрения кинетики химического превращения, в то время как при горении, а тем более при детонации процесс усложнен взаимодействием теплопроводности и сжатия. Наоборот, если ограничиться только макроскопич. рассмот- [c.273]

Основные способы нанесения пламенных покрытий при помощи напыления порошка, распыления прутка и распыления за счет детонации технологически близки, но различаются по скорости расплавленной частицы по течению процесса подачи материала и времени его прохождения через горячую зону. При детонационном напылении частица выбрасывается на подложку со сверхзвуковой скоростью под действием выталкивающей силы пульсирующего воздушно-реактивного двигателя. При таких условиях скорость расплавленных частиц очень велика, и локальное течение вслед за ударом максимальное. При распылении прутка скорость частицы составляет 120—240 м сек, а не 720 м сек, как при пламенной металлизации . В результате течение на поверхности не столь велико, но, поскольку частицы расплавлены, оно вполне достаточно для хорошего сцепления. При напылении порошка скорость частиц составляет 30—45 м1сек, и некоторые из частиц, прошедших через пламя, могут оказаться не полностью расплавленными. В результате течение после удара частицы меньше и пористость несколько выше. Твердые, нерасплавившиеся частицы обычно отскакивают от поверхности и в покрытие не входят. [c.110]

При больших скоростях реакции, когда частицы выгорают, практически не вовлекаясь в движение газа и зона релаксации выравнивания скоростей фаз не формируется, невозможность не-досжатой детонации не очевидна, тем более, что при больших концентрациях топлива давление на скачке в газе может быть меньше давления Ч—Ж. Однако аналитическое исследование [c.429]

Переход конвективного горения аэровзвесей в детонацию. Описанная в 2 теория конвективного горения аэровзвесей справедлива до тех пор, пока скорости движения газа существенно дозвуковые, и движуш,ийся за счет выделения продуктов горения газ не успевает вовлечь частицы топлива в движение. Для анализа дальнейшего развития процесса необходимо использование полной системы уравнений (5.3.1) для двухскоростного движения горючей аэровзвеси. Рассмотрим плоское одномерное нестационарное движение монодиснерсной аэровзвеси. Пусть в начальный момент времени на участке О < а а о У закрытого конца неограниченного объема повышается температура газа до и частиц до Tsначальный момент задается контактный разрыв (без возмущения давления), слева от которого частицы горят. Начальные и граничные условия сформулированной задачи имеют впд [c.430]

V. в. в газовзвесих. При распространении У, в. по газу с малой объёмной концентрацией пыли в СУ ускоряется, сжимается и нагревается только газовая компонента, т. к. макроскопич. частицы пыли очень редко сталкиваются между собой, а при взаимодействии с газом их скорость и темп-ра изменяются сравнительно медленно, и за СУ в релаксац. зоне происходит постепенное выравнивание скоростей течения и темп-р компонент. При этом относительная массовая концентрация пыли проходит через максимум, т, к. в СУ она была понижена, а в среднем по всему объёму должна быть такой же, как перед У. в. Часто пыль бывает горючей (в угольных шахтах, на мельницах, элеваторах и т. д.). Изучение условий возгорания пыли в У. в. с возможным переходом горения в детонацию — одна из важных научных и прикладных проблем. [c.210]

Уже целое столетие развиваются экспериментальные и теоретические исследования экзотермических волн, распространяющихся в горючих смесях газов, а также в твердых и жидких горючих средах. Механизмом тепловыделения в таких средах являются экзотермические химические реакции, скорость протекания которых при комнатной температуре практически равна нулю и становится очень большой при температурах, достигаемых в ходе реакции (например, смеси водорода или ацетилена с кислородом или с воздухом, смесевые твердые топлива ракетных двигателей). Механизм распространения тепла в несгоревшую еще смесь естественно предполагать обусловленным процессами переноса — теплопроводностью и диффузией активных частиц, т.е. не связанным с макроскопическим упорядоченным движением среды. Однако уже в 1881г. Бертло и Вьей, Маллар и Ле Шателье открыли явление детонации, при котором горение распространяется по газовой среде со скоростями, в тысячи и миллионы раз превосходящими скорость нормального распространения пламени. Механизм распространения зоны тепловыделения в этом случае связан с прохождением по холодной горючей смеси сильной ударной волны, сжимающей и нагревающей смесь и тем самым включающей химическую реакцию с интенсивным тепловыделением роль процессов переноса в распространении зоны тепловыделения в практически реализуемых случаях химической детонации мала. [c.117]

Детонационные покрытия — наиболее новый и наименее изученный тип покрытий, наносимых при помощи специальных устройств (пушек), в камере сгорания которых возбуждается детонация. В кислородно-ацетиленовой или иной подобной смеси, заполняющей камеру сгорания, распыляется порошок материала для покрытия, после чего смесь поджигают электроискрой возникающая детонационная волна выбрасывает частицы со сверхзвуковой скоростью на поверхность покрываемого изделия. Механические и физико-технические свойства покрытий — плотность, прочность, термостойкость, сопротивление истиранию и особенно действию ударных нагрузок намного превосходят свойства покрытий, получаемых методами плазменного и газопламенного напыления. Плотность детонационных покрытий близка к 100%, прочность сцепления с основой высокая. [c.10]

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]

При использовании твердого хладагента его радиальная подача может быть осуществлена с помощью пирофорсунки, размещаемой по оси канала заряда. Одно из таких устройств представлено на рис. 9.6 [12]. В 1нем порошок хладагента напрессован на шнуровой заряд ВВ. Детонация ВВ обеспечивает диспергирование хладагента до частиц малого размера и сообщает им скорости более сотни м/с. [c.268]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...