Энергия сильного взрыва

Однако учет противодавления приводит к некоторым количественным отклонениям от сильного взрыва уже на его ранней стадии. Так, начинает уменьшаться плотность на фронте ударной волны. Энергия ударной волны увеличивается за счет внутренней энергии масс газа, захватываемых фронтом. Поэто- [c.70]

Задача о сильном взрыве. В момент i = О в- покоящемся газе в центре симметрии (в точке) происходит взрыв, т. е. мгновенно выделяется конечная энергия Е,у. В этой постановке мы пренебрегаем массой и размерами вещества, выделяющего энергию. Поставленная таким образом задача о сильном взрыве [c.171]

Ещё следует сделать одно замечание о возможности решения задачи о сильном взрыве в рамках теории идеальной жидкости при более общем виде уравнения состояния и зависимости внутренней энергии газа в функции от jd и р ). Функция внутренней энергии е (р, р) непосредственно входит в условия на ударной волне и в уравнение притока тепла. В общем случае её всегда можно представить в виде [c.214]

Среди Других методов изготовления изделий методы обработки металлов давлением с каждым годом получают все большее распространение и развитие вследствие их достаточно высокой технико-экономической эффективности. К главнейшим из них относятся прокатка (холодная и горячая), включая специальные виды волочение (холодное и горячее) свободная ковка штамповка объемная (холодная и горячая), включая процессы высадки штамповка тонколистовая (холодная) и толстолистовая (холодная и горячая) выдавливание и прессование (холодное и горячее) специальные — с использованием энергии взрыва, вибрационных пульсирующих нагрузок, энергии сильных электромагнитных полей и др. [c.26]

Для нестационарных А. т. состояние течения в неК рый момент времени t, характеризуемое распределением давлений, скоростей, темп-р в пространстве, механически подобно состоянию течения при любом др. значении t. Такие течения образуются, напр., в случае сильного взрыва, а также при распространении в горючей смеси фронта пламени или детонации. В случае сферич. симметрии взрыв (поджигание смеси) происходит в точке, в случае цилиндрич, симметрии — вдоль прямой, а в случае плоских волн — вдоль плоскости. Если в момент J=0 мгновенно выделяется конечная энергия а нач. плотность газовой среды равна pj, то введение безразмерной автомодельной переменной (где г — расстояние от места взрыва, v=3—для сферич. волн, v=2 — для цилиндрических и v=l—для плоских) позволяет свести задачу определения безразмерных давлений, скоростей, темп-р за взрывной (ударной) волной к решению системы обыкновенных дифференц. ур-ний с автомодельными граничными условиями на ударной волне. t [c.19]

Был решен также ряд задач о развитии волны детонации при концентрированном подводе к газу энергии. При этом за начальное распределение параметров принималось, в частности, то, которое соответствует известному решению задачи о сильном взрыве. Известно, что в предположении о мгновенном тепловыделении на фронте волны детонации при таких начальных условиях волна сильной детонации постепенно ослабевает и выходит на нормальный режим распространения. В случае плоских волн этот режим достигается лишь асимптотически, а в случае цилиндрических и сферических волн — за конечное время. [c.138]

В моменты времени, близкие к начальному, выделившаяся энергия при взрыве много больше энергии, выделившейся в возмущенной области за счет химической реакции. Поэтому течение близко к тому, которое развивается при сильном взрыве. Это видно также [c.411]

Здесь К = и/ уро/роУ = М tg а - параметр подобия для течений с большой сверхзвуковой скоростью. При малых 1 начальная энергия газа в возмущенной области и работа, произведенная поршнем, малы по сравнению с энергией, выделившейся при взрыве, и решение системы (5.1) переходит в приближенное решение задачи о сильном взрыве с цилиндрическими волнами (величину Ш/Е следует при этом считать, как и в п. 3, пренебрежимо малой) [c.305]

Выше было показано, что существует автомодельное решение уравнений одномерного нестационарного движения совершенного газа, соответствующее постоянной энергии в возмущенном слое, т. е. мгновенному точечному выделению энергии или силь-ному взрыву. Такая схема применима в том случае, когда размер и мз сса заряда или взрывного устройства много меньше размера образовавшейся взрывной зоны и массы вовлеченного в нее газа. Ударная волна при взрыве возникает за счет внезапного нагрева и повышения давления газа. В реальных условиях сильной взрыв<ной ударной волне сопутствуют различные физические процессы излучение, химические реакции и т. д., но основные газодинамические закономерности таких течений можно изучить на примере совершенного газа К [c.242]

К задачам о сильном взрыве или расширении поршня применим простой метод интегральных соотношений, суть которого состоит в следующем Выпишем, как и в 8.3, для возмуш,ен-ной области закон сохранения энергии [c.245]

Используем интегральное уравнение энергии для исследования сильного взрыва в реальном равновесном газе с уравнением состояния ( 1.9) [c.247]

Таким образом, влияние реальных свойств газа на интенсивность ударной волны при сильном взрыве можно приближенно учесть, заменив в точном решении (10.2.3) и (10.2.4) для совершенного газа энергию взрыва местной эффективной энергией Е . [c.249]

Обтекание тонких, притупленных впереди тел. Большое значение в теории одномерных автомодельных течений газа имеет решение задачи о сильном взрыве. В этом решении, полученном впервые в аналитической форме Л. И. Седовым (1945), энергия газа в возмущенной области постоянна во времени, причем радиус возмущенной области растет пропорционально 2/(v+2) [c.187]

Автомодельные движения первого рода были впервые детально исследованы Л. И. Седовым ), который, исходя из соображений размерности, построил общую теорию таких движений и решил много конкретных практически важных задач. Типичным примером движений первого рода является задача о сильном взрыве, в которой имеется два размерных параметра энергия взрыва Е г-см сек и плотность газа ро г см , тан что А = Е1р у1ь сМ Сек , = г1 Е роУ/Н / , а = 2/5. [c.239]

Сильный взрыв и распространение ударных волн в экспоненциальной атмосфере. Атмосфера Земли не является однородной и плотность воздуха уменьшается с высотой. Приближенно это уменьшение можно описать барометрической формулой ро — роо хр (—Л/Д), где роо — плотность на уровне моря, а Д — так называемая высота стандартной атмосферы, которая у поверхности Земли равна 8,5 км. Если энергия взрыва Е достаточно велика или плотность в точке взрыва рс достаточно мала, ударная волна, еще будучи очень сильной, проходит большие расстояния, превышающие Д, и тогда на газодинамическом процессе существенным образом сказывается неоднородность атмосферы. Движение теперь двумерно и неавтомодельно, так что решение полной задачи представляет очень большие трудности. Однако закономерности распространения фронта [c.247]

Одной из наиболее фундаментальных задач теории распространения взрывных волн является задача о сильном взрыве, исследованию и решению которой мы обязаны Л. И. Седову (1946) ). Проблема состоит в том, чтобы определить течение первоначально однородного газа после мгновенного выделения энергии в фиксированной точке пространства. Точка, в которой выделилась энергия, берется в качестве центра симметрии. [c.271]

Рассмотрим теперь вопрос о размерах первоначальной области, из которой развивается гидродинамическое движение газа при сильном взрыве. В условиях, когда первоначальная концентрация энергии очень велика, основным фактором в передаче энергии окружаюш ей среде является излучение ). Коротковолновое излучение, выходяш,ее из нагретой области, интенсивно поглош ается в окружающем холодном газе. Поглощенное излучение нагревает газ до высокой температуры Г, как что он в свою очередь начинает излучать, нагревая следующий слой. Эффективный коэффициент теплопроводности при таком процессе передачи энергии оказывается чрезвычайно высоким. Это обстоятельство приводит к довольно быстрому расширению нагретой области газа. При этом практически можно пренебречь гидродинамическим движением и рассматривать процесс передачи энергии в неподвижной среде с постоянной плотностью ро. [c.277]

Решение задачи о сильном взрыве описывает движение окружающего газа, когда масса, охваченная взрывной волной, заметно превышает первоначальную массу, которой передается освобожденная при взрыве энергия Efj. [c.279]

Па первый взгляд кажется, что полученные обыкновенные дифференциальные уравнения допускают лишь численное решение. В 1945 г. Л. И. Седов нашел единственное решение этих уравнений, вытекающее из интеграла энергии и дающее решение задачи о сильном взрыве в аналитической форме. Это решение имеет вид [c.100]

Большое количество окислов азота образуется при сильном взрыве в воздухе. Атмосферный азот окисляется в той стадии процесса, когда воздух во взрывной волне нагрет до температуры в несколько тысяч градусов, причем окисляется несколько процентов азота. При распространении взрывной волны первоначально нагретый во фронте ударной волны воздух быстро охлаждается. Образовавшаяся в нем окись азота не успевает распадаться при охлаждении и остается в воздухе навсегда . Всего при взрыве с энергией 10 зрг, эквивалентной примерно 20 ООО тонн тротила, в воздухе образуется около 100 тонн окислов азота. Через несколько десятков секунд или минуту после окончания взрыва вся окись превращается в двуокись. [c.437]

Известно, что за фронтом ударной волны сильного взрыва температура возрастает от фронта к центру (см. 25 гл. I). Если рассматривать ту стадию взрыва, когда температура на фронте равна нескольким тысячам градусов, то при номинальной энергии взрыва Е = 10 эрг (соответствующей примерно 20 ООО т тротила) взрывная волна охватывает шар радиусом порядка сотни метров, и температура за фронтом заметно возрастает при удалении от фронта к центру на расстояние порядка метров. [c.480]

Интересно проследить за тем, что происходит с минимумом яркости при переходе от одной энергии взрыва к другой. Все времена и размеры в сильной взрывной волне изменяются подобным образом, пропорционально Е з (благодаря приближенной справедливости автомодельного решения задачи о сильном взрыве). Грубо говоря, оптические толщины в соответствующие моменты времени (при одинаковой температуре фронта), также меняются, как Е (так как концентрация двуокиси в основной области равновесна и зависит главным образом от температуры и плотности частицы, но не от времени существования ее в нагретом состоянии). Отсюда следует, что экранировка слоем двуокиси уменьшается с уменьшением энергии взрыва, а превышение Гэф над Гф возрастает минимум становится менее глубоким. В качестве примера в табл. 9.4 приведены результаты расчета Т ф (Гф) для энергии взрыва Е = Ю эрг. Положение минимума не изменилось, а минимальная яркость стала выше Гэф min 4800 К. [c.484]

Если же энерговыделение велико и волна сжатия, уйдя на значительное расстояние от места энерговыделения, является ударной, то мы имеем дело с чисто гидродинамическим процессом сильного взрыва, который рассматривался в 25 гл. I роль теплопроводности вещества в распространении энергии оказывается несущественной. [c.512]

В задаче о сильном взрыве параметрами служат начальная плотность газа Qo г-см и энергия взрыва Е г-см -сек , которой всегда равна полная энергия газа, охваченного движением, благодаря чему в задаче появляется интеграл энергии. (Напоминаем, что в задаче о сильном взрыве начальные давление и скорость звука ра, со предполагаются равными нулю, т. е. эти величины не являются параметрами задачи.) Из параметров Qo и Е составляется параметр, не содержащий массы А = (E/qoY см-сек- / , так что автомодельная переменная есть [c.617]

При сильном взрыве в среде с переменной начальной плотностью Qoo = параметрами служат энергия взрыва Е г-см -сек- и коэффициент Ь г-см . [c.617]

Как видим, автомодельность принадлежит к первому типу — сохраняется энергия. Размерные параметры в автомодельном течении такие же, как и в задаче о сильном взрыве — энергия и плотность. Закон движения границы дается уравнением (12.27) [c.630]

В других аналогичных задачах решение может быть ие столь детальным. Например, если сильный точечный взрыв происходит не в газе, а в пористой среде с высокой степенью пористости, то часть энергии взрыва переходит в теплоту, а часть — в кинетическую энергию захваченного взрывом грунта. При этом из общих соображений удается определить лишь, иапример, связь между скоростью фронта волны и массой вещества, захватываемого ударной волной. [c.214]

Задача о сильном взрыве представляет большой интерес не только в связи с практической возможностью оценивать энергию взрыва, например при атомных взрывах в воздухе или в воде, но также ввиду достигаемого здесь изящного описания сложного неустановившегося движения газа посредством относительно простых конечных формул. [c.209]

Физико-математические модели многих процессов основаны на системе уравнений газовой динамики с учетом различных физических эффектов. Газодинамическое движение в них играет важную, а зачастую и определяющую роль. Уравнения газовой динамики сами по себе нелинейны. Общих методов решения газодинамических задач в настоящее время не существует. В то же время именно нелинейность порождает многие эффекты, с которыми приходится считаться в практически важных случаях. Как уже говорилось, для понимания сути явлений значительную помощь оказывают различного рода упрощенные модели, в том числе основанные на уравнениях, допускающих наличие автомодельных решений. Автомодельные решения могут играть существенную роль не только в анализе отдельных качественных сторон явлений, но и в исследованиях принципиального характера, позволяющих установить общие закономерности процессов на определенной стадии их развития. Так, теория точечного взрыва, основанная на автомодельных решениях задачи о сильном взрыве [52, 75], наряду с описанием явлений, наблюдаемых при взрыве со сверхвысокой энергией, используется для изучения свойств ударных волн при электрических разрядах и др. Примерами автомодельных решений, имеющих важное теоретическое и прикладное значение, могут служить решения асимптотического типа, описывающие явление кумуляции, т. е. процессы, в которых происходит неограничено сильная концентрация энергии. К ним относятся решения задачи о схождении ударной волны к центру или оси симметрии, задачи о движении газа под действием кратковременного удара и др. (см,, например, [8, 15, 46, 55, 77] и библиографию в этих работах). Прикладной интерес таких задач связан с существенной необходимостью для современной науки и техники реализации экстремальных состояний вещества — достижения высоких давлений, температур, плотностей, энергий. [c.6]

Одной из основных причин трудностей при исследованиях в этой области является разложение почти всех органических продуктов при воздействии высоких энергий с образованием горючих материалов. Даже неорганические химические соединения, которые обычно считаются труднее воспламеняющимися, чем органические, проявляют различную устойчивость к быстрому окислению. Быстрая воспламеняемость магния в сильно измельченной форме хорошо известна. С другой стороны, тонко измельченное железо, которое считается относительно невоспла-меняющимся, может вызвать сильный взрыв и пламя вследствие большой скорости его окисления. Таким образом, при определении стойкости вещества к воспламенению важно его физическое состояние. [c.129]

Иоаггание атомной бомбы. Рассмотрим задачу о сильном взрыве во время которого выделяется огромное количество энергии Е в малой области пространства (Рис. 2.59). Время действия 10 -10 секунды. [c.198]

В соответствии с законом плоских сечений этому движению эквивалентно обтекание тонкой затупленной впереди пластины (при v = 1) или цилиндра с тупым торцом (при v = 2) энергия, выделяющаяся при взрыве, эквивалентна сопротивлению затупленного переднего конца пластины или цилиндра. Указание на эквивалентность течения газа, возникающего при полете тела с большой сверхзвуковой скоростью, и течения, возникающего при сильном взрыве с цилиндрическими волнами, было сделано впервые О. В. Добровольским (1953) и С. Ч. Лином (J. Appl. Phys., 1954, 25 1, 54—57). [c.187]

Автомодельное движение при точечном взрыве. Изучение газодинамического движения и физических явлений, которые возникают при сильных взрывах в воздухе, началось в середине сороковых годов и представляет большой теоретический и практический интерес. Основополагающей в этой области явилась ставшая ныне классической работа Л. И. Седова (1946), который на основе развитой ил теории автомодельных движений решил идеализированную задачу о точечном взрыве. Остроумным способом, путем использования интеграла энергии, Л. И- Седову удалось найти точное аналитическое решение уравнений автомодельного движения. Задачей о сильном взрыве независимо занимались также К. П. Станюкович (диссертация) и Дж. И. Тейлор (Ргос. Roy. So . London, 1950, А201 1065, 159—186 см. также его Sei. Papers, т. 3, 1963), которые сформулировали и исследовали уравнения, но не получили их аналитического решения. [c.231]

Охлаждение воздуха излучением и волна охлаждения . В результате прохождения ударной волны сильного взрыва остается большой объем вздуха, нагретого до высоких температур в десятки и даже сотни тысяч градусов — тем более высоких, чем ближе к точке взрыва (см. рис. 14). Например, при взрыве с энергией 10 эрг радиус нагретого объема имеет порядок сотни метров. Возникает вопрос, какова судьба остаточной энергии воздуха, необратимо нагретого ударной волной, и как остывает этот воздух (заметим, что остаточная энергия составляет заметную долю от полной энергии взрыва). Этот вопрос был рассмотрен в работах Я. Б. Зельдовича, А, С. Компанейца и Ю. П. Райзера (1958). [c.236]

Разрешение этого парадокса заключается в том, что автомодельность относится ко второму роду, причем энергия в автомодельном движении бесконечна, а импульс равен нулю. При этом множители перед бесконечным и нулевым интегралами, естественно, нельзя уже считать постоянными. Как показывает рассмотрение баланса энергии и импульса газа, заключённого между фронтом ударной волны и поверхностью, на которой массовая скорость равна нулю и меняет знак, энергия этой массы уменьшается с течением времени (она вытекает в сторону пустоты), а импульс растет (одновременно растет и компенсирующий его импульс той массы, которая движется в сторону пустоты). Отсюда следует, что пУжазатель а заключен между значениями и соответствующими сохранению полного импульса и полной энергии (ударная волна затухает скорее, чем в задаче о сильном взрыве). [c.245]

Теория сильного взрыва весьма точно отражает движение воздуха при ядерном взрыве в атмосфере. Сравнение с экспериментальными измерениями радиуса ударной волны, приведенное в работе Дж. Тейлора Ргос. Roy. So . London, 1950, 201 1065, 175—186 см. также его Sei. Papers, т. 3, 1963), показывает хорошее согласие с теоретической зависимостью R на основании которой производится вычисление энергии взрыва 0. Электрический разряд в газах с достаточно коротким временем выдел ения энергии представляет другой пример успешного применения теории сильного взрыва для описания движения среды. Подробное сравнение результатов теории с экспериментальными измерениями плотности, полученными посредством интерферометра, описаны в работе Г. Г. Долгова и С. Л. Мандельштамма (1953). [c.279]

Пример 3. Задача о сильном взрыве. В 1945 г. была испытана первая атомная бомба. Ее взрыв с точки зрения механики представляет соб й почти мгновенное (в течение Ю сек) выделение громадного, хотя и конечного 1 П1чества энергии Е (около 10 эрг) в малой области (диаметр около 10 см). В таких условиях пренебрегают массой и размерами вещества, выделяющего энергию. В результате сильного взрыва образуется сферическая ударная волна, представляющая собой фронт газовой среды с очень большим давлением и распространяющаяся с течением времени по среде с плотностью р и давлением р (рис. 88). Интерес представляет зависимость радиуса ударной волны К от времени и от параметров взрыва, т. е. [c.478]

Явление разлета в пустоту газового облака встречается в самых разнообразных естественных, лабораторных и технических процессах. При ударах метеоритов о поверхность планет происходит резкое торможение метеорита и превращение кинетической энергии в тепло. Если скорость удара велика, порядка нескольких десятков км1сек, развиваются очень высокие температуры в десятки и сотни тысяч градусов. Тело метеорита и часть грунта планеты при этом испаряются. Явление напоминает сильный взрыв на поверхности планеты ). Если планета лишена атмосферы, например, как Луна, образующееся облако паров, обладая большими скоростями разлета, преодолевает силы тяготения и беспрепятственно расширяется в пустоту. Существует предположение, что в результате таких взрывов при ударах огромных метеоритов образовались лунные кратеры. [c.442]

Рассмотрим для примера момент времени I = 1,5-10- сек, когда радиус фронта i = 107 м и температура на фронте Гф — = 3000° К (все расчеты относятся к взрыву с энергией Е = 10 эрг). На рис. 9.11 показано распределение коэффициента поглощения красного света % = 6500 А по радиусу за фронтом ударной волны (координата х отсчитывается от фронта в глубь шара). Там же указаны температуры и относительные плотности воздуха (сжатия т] = е/бо) в нескольких точках. Распределения температуры и плотности за фронтом взяты из решения задачи о сильном взрыве концентрации двуокиси азота вычислялись, как это было изложено в 5 гл. VIII. Поскольку точные значения эффективных сечений поглощения красного света возбужденными молекулами NO2 неизвестны, для ориентировочных расчетов были приняты следующие, видимо, правдоподобные значения сечений (см. 21 гл. V) [c.482]

Представим себе, что газодинамический процесс при сильном взрыве в воздухе с энергией Е эрг протекает адиабатически, как описано в 25 гл. I. Разлет воздуха, охваченного взрывной волной, сильно замедляется к моменту, когда давление в нем падает до величины порядка атмосферного. В дальнейшем ударная волна постепенно ослабевает, превращается в акустическую и уносит с собой далеко вперед ббльшую долю полной энергии взрыва. В центральных же областях после достижения атмосферного давления и прекращения движения остается большая масса воздуха, необратимо нагретого ударной волной. В ней сосредоточена остаточная энергия взрыва, которая также составляет весьма [c.485]

Задачи с особенностями. Гели начальные данные ( ) в задаче Коши не являются непрерывными, то в сколь угодно малой окрестности момента f = О в решении могут появиться особенности, характер и поведение которых зависят от структуры функций (1). Разрывные начальные данные могут порождать движение с сильными разрывами -- ударными волнами или контактными разрывами. К этому приводят залачи о взаимодействиях различных движений газа между собой или с внешними телами (например, задача о воздействии ударной волны на твердое тело). Сюда же относятся модельные задачи о последствиях сосредоточенных воздействий на газ, когда в некоторых точках, на линиях или поверхностях задаются интегральные характеристики движения газа — поток массы (расход), сосредоточенный импульс или мгновенно выделившаяся энергия (например задача о сильном взрыве). Особенностью является также поведение параметров движения газа в бесконечно удален[юй точке пространства й (х) или при I оо. [c.73]

Постановка задачи о сильном взрыве. В покоящемся политропном газе с показателем адиабаты 7 и параметрами состояния р, р, заполняющем все пространство в момент вре.мени = О в точке г = О мгновенно выделилась большая (по сравнению с внутренней энергией газа) конечная энергия Ео (произошел взрыв). При i > О в газ распространяется ударная волна, вызывающая одномерное движение с плоскими, цилиндрическими или сферическими волнами. Требуется найти закон перемещения ударной волны и движение газа за ее фронтом. [c.209]

Первоначально предполагалось, что перенос энергии ядерного взрыва первичного источника в двухстадийном заряде должен осуществляться потоком продуктов взрыва и создаваемой ими ударной волной, распространяющейся в гетерогенной структуре заряда. В 1954 году этот подход был проанализирован Я.Б. Зельдовичем и А.Д. Сахаровым. При этом за основу физической схемы вторичного модуля было решено взять аналог внутренней части заряда РДС-бс, то есть слоеную систему сферической конфигурации. Таким образом, было сформулировано конкретное представление о двухстадийном заряде на принципе гидродинамической имплозии. Следует отметить, что это была исключительно сложная система с точки зрения реальных вьиислительных возможностей того времени. Основная проблема состояла в том, каким образом в подобном заряде можно было бы обеспечить близкое к сферически-симметричному режиму сжатие вторичного модуля, поскольку скорости распространения ударных волн вокруг модуля и внутри него отличались не слишком сильно. [c.95]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...