Детонация Чепмена

Найдем параметры газа за детонационной волной в случае детонации Чепмена—Жуге. Будем считать, что в исходном газе и в продуктах детонации показатель адиабаты у один и тот [c.95]

При г —00 волна детонации стремится к детонации Чепмена-Жуге, так что Jt/rs —> 1. Следовательно, при г —оо [c.66]

Покажем теперь, что в отличие от течений с плоскими волнами при распространении по покоящемуся газу цилиндрической или сферической детонационных волн переход к режиму детонации Чепмена-Жуге может происходить на конечном расстоянии. [c.67]

Отсюда видно, что г обращается в нуль при конечном г , т.е. переход к режиму детонации Чепмена-Жуге происходит на конечном расстоянии. [c.67]

Все последующие коэффициенты рядов (13) будут тоже постоянными, так что течение за волной Чепмена-Жуге обязательно автомо-дельно - такое, как если бы волна детонации была волной Чепмена-Жуге всюду, начиная с момента = 0. При этом в соответствии с выбором знака в выражении для возможно два разных автомодельных течения с волной детонации Чепмена-Жуге. При знаке плюс получаем за волной детонации течение сжатия такое течение возникает при расширении цилиндрического или сферического поршня с соответствующей постоянной скоростью. При знаке минус в выражении [c.70]

Для детонационной волны условие Чепмена-Жуге налагает ограничение на параметр q а именно он не должен превышать предельного значения, соответствующего детонации Чепмена-Жуге за прямым скачком [c.87]

Сравнение результатов для q указывает на сильное влияние теплового эффекта на структуру течения в ударном слое. Так, если для q = 1 детонация Чепмена-Жуге реализуется уже при радиусе сферы 20 мм, то для q = 0.S размер сферы должен быть для этого увеличен примерно в 15 раз. Такой результат связан с зависимостью времени задержки воспламенения от температуры за ударной волной. [c.90]

Из уравнений (4.15), (4.16) и (4.19) легко получить значение скорости детонации Чепмена — Жуге [c.377]

Из условия Чепмена — Жуге (4.19) легко получить предельную плотность продуктов сгорания для детонации Чепмена —Жуге. Плотность [c.377]

В детонации Чепмена — Жуге зона воспламенения покоится по отношению к ударному фронту. Поэтому скорость распространения пламени равна и противоположна по знаку скорости течения сжатого несгоревшего газа (и = — Худ). Расстояние от ударного фронта до зоны воспламенения X = цх, где т — задержка воспламенения. [c.389]

Величина Л изменяется, при заданном М , в зависимости от и имеет минимум при I = При А = О скорость потока газа равна скорости звука и = ypv). В то же время условия Л=0и Л/с = 0 определяют минимальную скорость детонации. Поэтому скорость детонации Чепмена — Жуге находится из условия Л = О при = т. е. в точке, где йА Л1 = 0. [c.399]

Из (7,9)—(7.11) можно, зная коэффициенты теплоотдачи и трения, а также, разумеется, исходные характеристики смеси, вычислить скорость детонации Чепмена — Жуге в шероховатой трубе и все остальные ее параметры. [c.400]

Задача о распаде произвольного теплового разрыва с детонацией тоже известна в двух вариантах. Детонация может быть сильной и детонацией Чепмена — Жуге. Задача о распаде разрыва с сильной детонацией ничем не отличается от задачи о распаде обыкновенного разрыва. По несгоревшему газу в этом случае может идти только одна волна, поскольку фронт сильной детонации распространяется относительно продуктов сгорания за ним со скоростью меньше скорости звука. За ним не может существовать какая-либо волна, поскольку любая из них движется со скоростью не меньше скорости звука. По сгоревшему газу, левее плоскости А, тоже может идти только одна волна. Следовательно, для расчета распада такого произвольного теплового уравнения надо решить систему из восьми уравнений с восемью неизвестными три уравнения для детонации ((8.2), [c.407]

При распространении детонации Чепмена — Жуге скорость ее фронта относительно продуктов сгорания равна скорости звука, поэтому за фронтом детонации Чепмена — Жуге возможно распространение волны разрежения. Но скорость ее фронта известна, она равна скорости газа за фронтом детонации. По сравнению с предыдущим случаем число неизвестных [c.408]

В табл. 2.1 приведены скорости волн детонации Чепмена—Жуге в некоторых горючих газовых смесях, а также в твердых взрывчатых веществах, переходящих при детонации в газообразное состояние. Там же приведены значения давления непосредственно за волной детонации ). [c.228]

Удовлетворить этому условию можно лишь с детонационной волной, соответствующей точке Чепмена — Жуге. В этом случае V2 — Су, И за детонационной волной может следовать волна разрежения. Возникнув в точке л = О одновременно с началом детонации, волна разрежения будет иметь передний фронт совпадающим с де- [c.678]

Мы приходим к следующей картине движения газа при сферическом распространении детонации. Детонационная волна, как и при детонации в трубе, соответствует точке Чепмена — Жуге. Непосредственно за нею начинается область сферической автомодельной волны разрежения, в которой скорость газа падает до нуля. Падение происходит монотонно, так как согласно [c.682]

Рис. 5.3.4. Распределение давления в разные моменты времени при переходе конвективного горения унитарного топлива в детонацию в аэровзвеси (воздух + частицы пороха, ро = 0,1 МПа, р2о = 11,5 кг/м 2яо = 100 м] м) за счет повышения температуры газа до Г = 820 К в зоне (О х sg zo) длиной хо = 0,2 м. Числовые указатели на кривых соответствуют времени t (мс). Крестиками отмечены места воспламенения частиц, кружочками — места полного выгорания частиц, вертикальными штрихами — положение плоскости Чепмена — Жуге

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]

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]

Если поверхность разрыва L является фронтом нормальной детонации, на котором выполняется условие Чепмена-Жуге [c.75]

Наряду с собственно гидродинамическими аспектами движения газов во второй половине XIX в. изучались и некоторые физико-химические процессы в газах. Так, к 70-м годам относятся работы И. Стефана по теории диффузии и перемешивания газов . В 90-х годах были начаты исследования горения В. А. Михельсон положил начало теории медленного горения, а Д. Чепмен рассмотрел процесс детонации и впервые обнаружил волну 82 детонации (волну Чепмена — Жуге), подробно изученную в начале XX в. в работах Э. Жуге . [c.82]

Подтверждением этого является, например, взрывное разложение тринитротолуола, при котором выделяется максимальное количество свободного углерода и параметры детонационной волны в плоскости Чепмена-Жуге р 18 ГПа, Т = 3500 К), когда химическая реакция уже практически закончилась, соответствуют области устойчивости алмазной фазы (см. рис. 1.8). Однако детонация тринитротолуола не дает заметного выхода алмазной фазы [109]. [c.48]

Уравнение состояния БКВ содержит пять констант определяемых, главным образом, с помощью данных по скорости и давлению детонации. В [163] сравниваются результаты расчета по уравнению состояния БКВ со стандартным и модифицированным набором констант и уравнению, основанному на модели молекулярной ячейки Леонарда —Джонса, с измеренными параметрами детонации ВВ. Отмечается, что уравнение, основанное на учете реальных молекулярных потенциалов является перспективным для расчета детонационных свойств взрывчатых веществ, однако требует трудоемкого определения входящих в него коэффициентов. Применение других уравнений состояния для описания параметров продуктов детонации в точке Чепмена—Жуге, их состава, а также сравнение результатов расчетов между собой и с экспериментальными данными можно найти в сборнике [164]. [c.324]

Экспериментальной основой для определения констант в уравнениях состояния продуктов взрыва являются параметры в точке Чепмена—Жуге, изэнтропы расширения ПВ и зависимость скорости детонации В от начальной плотности ВВ рр. Условие прохождения [c.326]

Так как точка Жуге является границей д ежду стационарной зоной химической реакции и зоной ПД, где имеет место нестационарный разлет газа, то необходимым условием устойчивой детонации будет условие движения стационарной зоны относительно ПД со звуковой или сверхзвуковой скоростью. В противном случае волны разрежения догонят зону химической реакции, что приведет к падению давления и температуры и процесс устойчивой детонации будет невозможен. Ударная волна относительно зоны химической реакции распространяется с дозвуковой скоростью, поэтому возмущения в этой зоне догоняют ударную волну, что позволяет поддерживать постоянной ее интенсивность. В случае детонации Чепмена—Жуге никакие возмущения из зоны ПД не могут догнать зоны химической реакции и детонационная волна будет устойчивой. Пусть прямая Михельсона В проходит круче касательной и пересекается с ударной адиабатой ПД в двух точках С и Ь. ВВ в этом случае будет сжато до давления рв. Такие детонационные волны называются пересжатыми. Затем параметры в зоне химической реакции будут меняться вдоль прямой В С. Так как точка С принадлежит ударной адиабате ПД, она. соответствует полному выделению теплоты химической реакции. В этой точке выполняется неравенство D волны разрежения из зоны ПД будут догонять ударную волну и уменьщат ее амплитуду до установления режима устойчивой детонации, соответствующей прямой 1 В. Таким образом, режим пересжатой самоподдерживающейся детонации не может быть устойчивым. [c.97]

В настоящей работе изучены асимптотические законы распространения детонационных волн для таких движений газа за волной, при которых сильная детонационная волна ослабевает и превращается в волну Чепмена-Жуге. Показано, что в отличие от асимптотического поведения ударных волн плоская сильная волна детонации стремится в бесконечности к асимптоте г — j t — to) = onst ( j - скорость распространения волны детонации Чепмена-Жуге), переход же цилиндрической или сферической сильной детонационной волны в волну Чепмена-Жуге может происходить на конечном расстоянии. Для цилиндрической и сферической волн изучено также поведение течения после наступления режима Чепмена-Жуге. Краткое изложение результатов настоящей работы о плоских волнах содержится в заметке [1]. [c.63]

В связи с задачей сверхзвукового обтекания тел горючей смесью с образованием детонационной головной волны С. С. Квашнйна и Г. Г. Черный (1959) и Г. Г. Черный (1966) изучили обтекание конуса с присоединенной детонационной головной волной. При достаточно больших углах конуса течение за пересжатой детонационной волной аналогично известному случаю обтекания конуса с адиабатическим скачком уплотнения. При уменьшении угла конуса волна детонации ослабевает и превращается в волну детонации Чепмена — Жуге. При дальнейшем-уменьшении угла конуса волна детонации не изменяется, но за ней возникает коническая волна разрежения. Эта волна разрежения отделяется от течения сжатия вблизи конуса скачком уплотнения, интенсивность, которого при уменьшении угла конуса сначала растет, а затем вновь, уменьшается. В пределе, когда угол конуса обращается в нуль, скачок [c.163]

Б общем случае это предположение может и не осуществляться. Например, состояния, лежащие на нижней ветви кривой Гюгоньо, могут осуществляться (Я. Б. Зельдович и С. Б. Ратнер, 1941) при специфическом протекании реакции, когда она сначала проходит экзотермически, а на последней стадии эндотермически. В момент перехода скорость реакции меняет знак. В этом случае тепловыделение в результате реакции переходит через максимум. Этому максимальному тепловыделению соответствует адиабата Гюгоньо, лежащая выше адиабаты, отвечающей конечному выделению тепла. Максимальному тепловому эффекту реакции соответствует некая скорость детонации Чепмена — Жуге (состояние В на рис. 5), более высокая, чем скорость детонации Чепмена — Жуге для конечного тепловыделения. После окончания эндотермической реакции состояние продуктов сгорания, если нет потерь, перейдет в точку В на адиабату Гюгоньо для конечного тепловыделения. Таким образом, за фронтом детонации Чепмена — Жуге для максимального тепловыделения будут наблюдаться состояния В , отвечающие слабой детонации, если расслштривать конечный тепловой эффект. Эндотермическая стадия реакции эквивалентна неким потерям, происходящим за плоскостью Чепмена — Жуге В и поэтому не влияющим на скорость детонации. В целом такую детонацию, конечно, нельзя назвать слабой детонацией. [c.381]

Рассмотрим сначала детонацию Чепмена — Жуге. Комплекс, составляющий детонацию, изображен в разрезе на рис. 8. Здесь фронт ударного сжатия — СС, зона воспламенения—ВРСРВ, она искажена возмущением РСР, которое на рисунке, для наглядности, сильно преувеличено. В дей- [c.384]

Вследствие более высокой температуры в ударном фронте пересжатой (сильной) детонации по сравнению с детонацией Чепмена — Жуге размер ячеек при потере устойчивости оказывается значительно меньшим, чем в детонации Чепмена — Жуге. Так возникает тонкая структура в пульсирующей детонации. Тонкая структура зарегистрирована теми же авторами и спиновой дето- [c.394]

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]

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 Qa. Точки Bj и Bj — точки Чепмена — Жуге для сплошного и пористого ВВ, определяемые с помощью прямых линий OBjA и O BjA (линий Рэлея — Ми-хельсона), которые являются касательными, проведенными из точек О VL О к соответствующим детонационным адиабатам. Здесь точки О ш О определяются исходным состоянием соответственно сплошного и пористого ВВ. При этом точки А в А соответствуют состояниям за ударной волной (в хид1пике). [c.268]

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]

Для достижения заметного выхода алмазного порошка при детонации взрывчатых веществ потребовались более мощные составы, благодаря чему удалось повысить создаваемые ударной волной давление и температуру. Обычно для получения ультра-дисперсных алмазных порошков используют смеси тринитротолуола и гексогена в соотношении по массе 50 50 или 60 40 [ 121, 122]. Для этих смесей давление и температура в детонационной волне составляют р> 5 ГПа и Т > 3000 К. При сухом детонационном синтезе процесс проводят в специальных взрывных камерах, заполненных инертным или углекислым газом, который предотвращает окисление алмазных частиц и их превратцение в графит. Образование частиц ультра дисперсного алмаза происходит до достижения плоскости Чепмена—Жуге и заканчивается за 0,2—0,5 МКС, что соответствует продолжительности зонЫ [c.42]

Исследование течения в окрестности точки перехода пересжа-той цилиндрической и сферической волны детонации к режиму Чепмена-Жуге. М. Изд. МГУ. 11 с. (совм. с В. А. Левиным). [c.21]

Пусть в газообразной горючей смеси, которую будем считать идеальным газом с начальной плотностью ро происходит мгновенное выделение энергии Е в точке, на оси или на плоскости симметрии. По газу распространяется сильная ударная волна, в которой полностью происходит сгорание. Эта волна является пересжатой волной детонации. Распространяясь по газу, с течением времени она перейдет в самоподдерживающуюся детонационную волну — волну Чепмена-Жуге ( ВЧЖ ). Рассмотрим развитие процесса в приближенной постановке, основанной на методе Г.Г. Черного [1-3]. [c.411]

Для нормальной детонации при помощи условия Чепмена-Жуге уравнения бихарактеристик (2.5) приведем к виду [c.121]

Из таб.п.8.1 следует, что при практически равных параметрах в плоскости Чепмена— Жуге время реакции в детонационной волне зависит от структуры взрывчатого вещества, что видно на примере литого и прессованного тротила. При уменьшении плотности заряда ВВ и соответствую щем уменьшении давления детонации время реакции в детон ационком режиме возрастает. [c.277]

Основными экспериментальными данными, с которыми сравниваются результаты расчета, являются скорость детонации О, давление р и температура Т в точке Чепмена-Жуге. Существующими экспериментальными методами О определяется с высокой точностью, обычно не хуже 1%. Точность определения давления несколько ниже и составляет примерно 5%, отчасти из-за неопределенности вьщеле-ния точки Чепмена—Жуге. Подробно этот вопрос рассматривается в [23]. Задача измерения температуры детонации, как и температуры ударного сжатия ВВ, потребовала разработки специальной экспериментальной техники. В работах [166,167] для этой цели применялись 2-х и 4-х цветовой пирометры. Достаточно многочисленные и хорощо согласующиеся между собой данные различных авторов пол)П1ены лишь для нитрометана [166—170]. [c.325]

Наибольшую сложность представляет экспериментальное определение состава продуктов детонации в точке Чепмена —Жуге. Перспективным в этом отношении представляется метод анализа предложенный в [171]. Свободно расширяющиеся продукты взрыва ТЭНа исследовались быстродействующим масспектрометром по мере поступления в детектор. Установлено, что частицы, ранее всего поступающие в детектор, имеют скорость от 11 км/с до 5 км/с, которая не зависит от массы частиц. В полученных спектрах масс продуктов детонации наиболее интенсивные линии дают НзО, СО и СО2-Меньшие по интенсивности сигналы получены также от О, НСН, НСО и N02. Состав ПВ может варьироваться с изменением условий [c.325]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...