Ударные волны очень сильные

Таким образом, при сильном сжатии конденсированного вещества в нем развивается колоссальное внутреннее давление, даже в отсутствие всякого нагревания, только за счет отталкивания атомов друг от друга. Существование этого давления нетеплового происхождения, совершенно не свойственного газам, и определяет основные особенности поведения твердых и жидких тел при сжатии их ударными волнами. В ударных волнах очень большой амплитуды, как мы увидим ниже, происходит и сильное нагревание вещества, приводящее к появлению давления, связанного с тепловым движением атомов (и электронов), которое называют тепловым , в отличие от упругого, или холодного давления, обусловленного силами отталкивания. В принципе, если амплитуду ударной волны устремить к бесконечности, относительная роль теплового давления возрастает и в пределе упругое давление становится малым по сравнению с тепловым в волнах чрезвычайно большой амплитуды первоначально твердое вещество ведет себя как газ. Однако в ударных волнах с давлениями в миллионы атмосфер, полученными в лабораторных условиях, давления обоих типов сравнимы друг с другом. В менее сильных волнах, с давлением порядка сотен тысяч атмосфер и ниже, упругое давление преобладает. Мала в этом случае и тепловая энергия вещества, сжатого ударной волной. Вся внутренняя энергия, приобретаемая веществом в волне, затрачивается на преодоление сил отталкивания при сжатии тела и сосредоточена в форме потенциальной, упругой энергии. Скорость распространения малых возмущений в конденсированном веществе, в отличие от газов, никак не связана с температурой. Она определяется упругой сжимаемостью вещества. [c.535]

Ударная волна, или сильный разрыв,— это частный вид разрывного решения уравнений из законов сохранения, часто также называемого слабым решением. Магнитоупругая ударная волна — это математическая идеализация гладкого (непрерывного и непрерывно дифференцируемого) решения системы уравнений (5.9.12) —(5.9.17) из законов сохранения с добавленными диссипативными членами, которое резко, хотя и гладко, меняется в слое (интервал оси х) очень малой толщины по сравнению с другими характерными размерами задачи. В частности, в диссипативном механизме (например, за счет вязкости) обычной теории упругости нужно учесть омическое тепловыделение из-за электрического сопротивления слоя. Вне этого слоя решение можно считать практически удовлетворяющим недиссипативным уравнениям из законов сохранения (5.9.12) — (5.9.17). Идеализация состоит в рассмотрении переходного слоя как точки разрыва (для одномерного движения) и замене системы уравнений из законов сохранения внутри слоя системой соотношений на скачке в точке разрыва. Скачок полевой величины Q при переходе через ударную волну W определяется классически по формуле [c.304]

Линеаризованное уравнение (114,4) становится неприменимым и в другом предельном случае — очень больших значений Ml, не говоря уже о том, что благодаря возникновению сильных ударных волн реальное течение при таких Mi фактически вообще нельзя считать потенциальным (см. 127). [c.601]

Горение, протекающее за фронтом очень сильной ударной волны, начинается на столь высоком тепловом уровне, что может вызвать лишь относительно небольшой прирост температуры торможения. Поэтому в пределе [c.222]

При отсутствии магнитного поля (5 = 0) уравнение (183) совпадает с уравнением (18) гл. III для обычной ударной адиабаты. В случае очень сильной ударной волны (pi- - °°) получаем из (183) такое же предельное значение плотности [c.236]

Следует иметь в виду, что npi выполнении условий (6.4.20) для не очень сильных ударных волн ре < С%) имеет место оценка, аналогичная (6.3.12), для верхней границы давления внутри волны [c.72]

В естественных условиях моря размешивание бывает очень сильным, а формирование защитных слоев, которые могли бы затормозить коррозионный процесс, затруднено вследствие ударного воздействия волны, разрыхляющей продукты коррозии. По этой же причине низколегированные стали, повышенная устойчивость которых обусловлена особыми свойствами продуктов коррозии, не обнаруживают заметных преимуществ перед малоуглеродистыми сталями в конструкциях, подвергающихся периодическому смачиванию. Там, где продукты коррозии не разрушаются и остаются на поверхности металла в виде плотного, хорошо сцепленного с металлом слоя, например при эксплуатации конструкций в атмосфере влажного воздуха, преимущества низколегированных сталей, как было показано выше, вполне определенно. [c.322]

Теневую информацию о вторых пространственных производных показателя преломления можно также получить с голограмм этого типа непосредственным фотографированием восстанавливающего пучка, прошедшего через голограмму. Области с очень сильным градиентом показателя преломления, такие, например, как области вокруг ударной волны, будут выглядеть на восстановленном изображении темными, поскольку лучи света, прошедшие через эти области, из-за сильной кривизны преломляются за пределы апертуры. Это явление полезно в целях определения координат таких областей, но внутри них интерферометрия невозможна, в силу того что лучи через них прямо не идут. [c.518]

В последнее время разработаны разнообразные методы получения очень интенсивных непериодических возмущений, которые вызываются различными источниками (ударная трубка, мощные искровые разряды, химические или ядерные реакции, сопровождающиеся взрывом, и др.) и при которых з же становятся неприменимыми нелинейные акустические приближения. Это область сильных ударных волн. Методы получения сильных ударных волн не будут здесь рассматриваться. [c.351]

При сравнении теории с экспериментом следует иметь в виду, что наряду с погрешностями, связанными с приближенным характером сравниваемых теоретических результатов, расхождение между теоретическими и экспериментальными данными может быть обусловлено также плохим соответствием принятого в теории закона взаимодействия молекул с истинным законом взаимодействия молекул в опыте. Константы, входящие в теоретические законы взаимодействия молекул, берутся обычно из каких-либо макроскопических опытов. Толщина волны очень чувствительна к выбору модели взаимодействия молекул. Поэтому экспериментальные данные о толщинах волн весьма удобны для определения законов взаимодействия молекул. Для сравнения же теоретических и экспериментальных данных о структуре волны необходимы законы взаимодействия, взятые из независимых испытаний, например из опытов по определению вязкости. Однако экспериментальные данные по вязкости имеются лишь для температур, меньших температуры в сильных ударных волнах. [c.301]

У заостренных тел слой между носом и ударной волной при и> с может быть очень тонким и ударная волна отходит от передней точки тела. При очень большой скорости, у с, ударная волна проходит совсем близко от поверхности тела, конус Маха сильно вытянут. [c.415]

Когда интенсивность ударной волны велика, температура в состояниях 2 и 3 оказывается очень высокой. На рис. 4.20 показано получение высоких температур за сильной ударной волной, отраженной от конца ударной трубы [48]. В ударных трубах нетрудно получать температуры выше 5000° К и наблюдать свечение, такое как на рис. 4.20. При таких температурах уже существенны возбуждения электронов, диссоциация и ионизация. Энергия возбуждения электронов мала по сравнению с энергией колебания молекул и энергией диссоциации. Когда газ диссоциирован, уравнение состояния имеет более общую форму [c.196]

Д. Принцип гиперзвуковой стабилизации К В главе 2 было показано, что параметры газа за сильной ударной волной перестают зависеть от числа Моо при очень больших его значениях. Распространим этот результат на случай обтекания тела. [c.119]

Фазовые переходы отсутствуют в не очень сильных ударных волнах в холодных жидкостях с пузырьками нерастворимого газа (см. обсуждение (1.6.1)). [c.80]

Коэффициент поверхностного натяжения 2 определяется веществом жидкой фазы (вещество газовой фазы очень слабо влияет на 2) и зависит от ее температуры на межфазной границе, которая, как уже отмечалось (см. 6 гл. 1), в отличие от температуры основной массы газа практически не меняется (7 2 = 2 о). Нужны очень сильные ударные волны (ре/ро>Ю), чтобы при сжатии за счет повышения температуры газа в ядре пузырька повысилась температура жидкости на стенке пузырька. [c.109]

V = 1/Р1, сжимаемость среды равна сжимаемости жидкости и диаграмма имеет излом. Такая сильная нелинейность диаграммы приводит к очень сильному повышению давления при отражении ударной волны от твердой стенки. [c.121]

Иной порядок имеет соотношение потоков энергии излучения и вещества, так как скорости ударных волн В обычно на несколько порядков меньше скорости света с. Отношение потоков энергии излучения и вещества иТ Врг( изл/рб) с В), грубо говоря, в с В раз больше отношения плотностей энергии /изл/ре- В воздухе нормальной плотности, например, потоки энергии становятся сравнимыми при температуре порядка 300 000°, когда плотность энергии излучения еще очень мала. Наличие потока лучистой энергии существенным образом сказывается на структуре фронта сильной ударной волны, так как во фронте происходит лучистый теплообмен. Поток излучения, естественно, направлен от областей с высокой температурой в область с низкой температурой, т. е. навстречу потоку вещества в системе координат, где волна покоится. Энергия газа через излучение перекачивается из областей за скачком уплотнения в область перед скачком. Это оказывается возможным, потому что холодный газ перед фронтом волны, как правило, непрозрачен для подавляющей части спектра частот, которые излучаются нагретым до высоких температур газом. Действительно, газы обычно бывают прозрачными лишь в видимой и, возможно, в прилегающих близкой ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра. Но при высоких температурах в десятки и сотни тысяч градусов излучаются главным образом кванты в ультрафиолетовой области спектра, для которых газы совершенно непрозрачны. [c.219]

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]

Следует ожидать, что такая ударная волна, будучи цилиндрической и сходящейся, перед фокусировкой будет неограниченно усиливаться, т. е. факт разрывности волны, видимо, открывает принципиальную возможность ее неограниченного усиления. Физической особенностью этого предполагаемого случая кумуляции будет появление очень сильного поля внутри вещества, что может представлять интерес для разнообразных приложений. [c.339]

Однако возможен и другой механизм распространения детонации в шероховатых трубах. В них при движении ударной волны возникает очень сильная турбулентность. Горение благодаря турбулентности, [c.397]

Из физической постановки задачи следует, что при высокой концентрации энергии в продуктах взрыва (очень большие начальные значения давления р ) вследствие быстрой передачи этой энергии окружающему газу в области движения за ударной волной в течение некоторого времени давление р будет значительно превосходить начальное давление газа р р . На этой фазе движения параметр р будет несущественным, и его можно не включать в систему определяющих параметров (см. соотношения (9.15) для сильных ударных волн). [c.224]

Формула Буземана дает удовлетворительные результаты для распределения давления по телу лишь при очень сильных уплотнениях газа. Достигаемое при 7=1,4 и М=оо уплотнение, равное шести, недостаточно для использования этой формулы при учете реальных свойств воздуха при гиперзвуковой скорости уплотнение доходит до пятнадцати и более, однако и это во многих случаях не обеспечивает достаточной точности формулы Буземана. В связи с этим развита асимптотическая теория гиперзвукового обтекания тел более высокого приближения, в которой малым параметром наряду с 1/М является величина, обратная характерному значению уплотнения газа в ударной волне e = pi/p5. Мы не имеем возможности останавливаться на полученных в этой теории результатах ). [c.416]

Обратимся к теории ударных волн. Многочисленные опыты показывают, что всякое повышение давления, возникшее с каком-либо месте газовой среды, распространяется в ней с большой скоростью во все стороны в виде волн давления. Слабые волны давления, как известно из акустики, движутся со скоростью звука их изучением занимаются в акустике. Сильные волны давления, как видно из опытов, распространяются со скоростями, значительно большими, чем скорость звука. Основная особенность сильной волны давления заключается в том, что фронт волны очень узок, в связи с чем состояние газа (давление, плотность, температура) изменяется скачком ). [c.71]

Возникновение сильного экранирования прогревным слоем не означает, однако, что яркость фронта ударной волны очень большой амплитуды падает до нуля и волна перестает светиться. Нагретый газ перед ударным разрывом не только поглощает, но и сам излучает видимый свет. Пока температура прогревания не очень высока и слой прозрачен, собственное излучение его теряется на фоне проходящего видимого излучения, испускаемого гораздо более сильно нагретым газом за фронтом. Когда же прогревный слой совершенно перестает пропускать проходящий высокотемпературный свет, на первый план выступает его собственное свечение. [c.467]

Поэтому определение и угла ф ударной волны производится непосредственно по диаграмме ударной поляры с помощью луча, прсЕедепмого из начала координат под заданным углом / к оси абсцисс (см. рис. 64), как это было подробно объяснено в 92. Мы видели, что при заданном угле х ударная поляра определяет две различные ударные волны с различными углами ф. Одна из них (соответствующая точке В на рис. 64), более слабая, оставляет течение, вообще говоря, сверхзвуковым другая же, более сильная, превращает его в дозвуковое. В данном случае для обтекания углов на поверхности конечных тел следует всегда выбирать первую из них, волну слабого семейства. Необходимо иметь в виду, что в действительности этот выбор определяется условиями обтекания вдали от угла. При обтекан1 -[ очень острого угла (малое /) образующаяся ударная волка должна, очевидно, обладать очень к. алой интенсивностью. Естественно считать, что по мере увеличения этого угла интеь с з-ность волны будет расти монотонно этому соответствует как паз [c.591]

Обычно детонационная волна возникает как результат местного взрыва в горючей смеси. В области взрыва развиваются весьма высокие давления и от нее устремляется очень сильная ударная волна. При прохождении через холодную горючую смесь эта волна, как указывалось выше, вызывает значительный разогрев газа и может довести его до воспламенения. Именно в этом случае за фронтом ударной волны следует область горения, образующая в совокупности с ударной волной волну детонационную, Так как вблизи центра взрыва скорость распрострашеняя волны и интенсивность ее очень велики, то относительные скорости газа в начале области горения и в конце ее близки между собой и существенно ниже критической скорости [c.222]

Важнейшую роль в формировании крупномасгитабной структуры М. г. играют взрывы сверхновых звёзд. Сильная ударная волна выметает осн. часть М. г. из области размером во мн. десятки пк, создавая долгоживущие ( 10 лет) полости, содержащие горячий (коро-нальный, Т 10 К) газ очень низкой плотности 10" см" . Холодному газу сообщаются пекулярные скорости =55 6—15 км/с. Часть М. г, поднимается взрывом на сотни парсек над галактич. плоскостью (т. н. галактич, фонтаны). При последующем охлаждении такой М. г. может падать назад в виде высокоширотных облаков. При достаточной частоте вспышек сверхновых часть М. г. может оттекать от галактик а межгалактический газ (галактич. ветер). В поддержании пеку- [c.86]

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]

Механизм взаимодействия пограничного слоя с внешним невязким потоком значительно усложняется в случае тонких, но имеющих затупленную переднюю кромку тел. Как мы уже знаем (гл. VI и VII), в этих случаях при очень больших значениях числа Маха образуются головные ударные волны сложной криволинейной конфигурации. При прохождении через такую волну набегающий на тело однородный изэнтропический поток становится вихревым и неизэнтропическим, причем в условиях, соответствующих представлению о сильном взаимодействии, индуцированные ударной волной завихренность и градиент энтропии в области между головной волной и внешней границей пограничного слоя могут оказаться очень интенсивными. [c.705]

Как показывают приведенные выше результаты, при достаточно большом тепловыделении сильная детонационная волна перед телом очень быстро стремится к детонации Ченмена-Жуге. Поэтому, если в таких случаях происходит расщепление волны, то точка расщепления будет находиться на небольшом расстоянии от тела. Найденные в работе [4] два асимптотических режима обтекания поджигающего источника соответствуют двум возможным случаям в первом - детонационная волна не расщепляется, постепенно ослабевает при удалении от тела и превращается в волну Ченмена-Жуге, во втором -она расщепляется, и на больших расстояниях от тела интенсивность ударной волны определяется распространяющимся по смеси фронтом медленного горения. [c.61]

В отличие от предыдущего раздела, здесь иы рассиатриваеи обратный предел очень сильной сферической ударной волны, когда Пренебрегая атмосферным давлениеи р<, по сравнению с давлениеи Р2 после прохождения фронта ударной волны, из (9) находии . [c.75]

Во-вторых, случай очень сильных ударных волн, при отсутст- [c.239]

Основным механизмом ионизации является выбивание электронов из атомов электронным ударом. При этом электронный газ черпает свою энергию за счет обмена с ионно-атомным газом. Поскольку электроны затрачивают очень много энергии на ионизацию, электронная температура оказывается довольно низкой по сравнению с температурой тяжелых частиц. Основной вопрос, который так и остался нерешенным в этой работе, да и сейчас еще не вполне ясен,— это вопрос о механизме образования начальных затравочных электронов, с которых начинается электронная лавина. По этому поводу высказывался ряд предположений. Наиболее полное теоретическое исследование ионизации аргона в ударной волне было дано в работе Л. М. Бибермана и И. Т. Якубова (1963). Они пришли к выводу о том, что существенную роль в создании первичной ионизации играет возбуждение атомов перед фронтом ударной волны резонансным излучением, выходящим из нагретого газа за фронтом. Б работе Н. М. Кузнецова (1964) рассматривается режим, в котором первичные электроны появляются за счет фотоионизации. Этот режим может осуществляться в достаточно сильных волнах. [c.230]

Известно, что коэффициент поглош,ения света в видимой области спектра Xv чрезвычайно резко зависит от температуры в области температур порядка нескольких тысяч и десятков тысяч градусов. Он возрастает с ростом температуры по экспоненциальному закону ехр [—(/ — Tiv)/kT], где I — потенциал ионизации атомов, а — величина кванта. Пока температура за фронтом Тх не очень высока и температура прогревания перед скачком уплотнения Т невелика, прогревной слой прозрачен для изучения, выходяш,его из-за фронта, и яркостная (эффективная) температура света совпадает с истинной температурой нагретого газа. Однако при температурах Т порядка 70 000—90 000 (в воздухе нормальной плотности) температура прогревания достигает 10 ООО—20 ООО и прогревной слой начинает сильно экранировать область за фронтом. Яркостная температура сначала отстает от роста температуры за фронтом, а при > > 90 000° начинает резко падать. При Т- выше 100 000°, что соответствует скоростям фронта больше 40 км1сек, наступает почти полная экранировка и светится практически сам прогревной слой, причем даже при очень высоких температурах за фронтом (в сотни тысяч и миллионы градусов) экранировка не нарушается и светится передний край зоны прогревания. Предельная яркостная температура сколь угодно сильной ударной волны в воздухе равна примерно 20000°. На рис. 15 показана расчетная [c.234]

Ударная волна С, появившаяся в результате сокращения времени химической реакции, дополнительно нагревает газ, время химической реакции от этого сокраш ается еш е больше, по газу идет новая ударная волна, которая еш е сильнее сокращ ает время химической реакции, и т. д. Возмущение (ускорение горения), возникнув, будет прогрессивно возрастать. Когда возмущение достигнет исходного ударного фронта АС, назад по сжатому газу пойдет волна разрежения, давление на фронте резко упадет и детонация вследствие очень сильной зависимости времени реакции от температуры (давления ударно сжатого газа) может затухнуть. [c.389]

Перспективы исследования затронутого здесь вопроса затемнены одним обстоятельством в зонах, примыкаюш их к разрывам, теория оболочек неадекватно описывает происходяш ие там явления. Поэтому исследования в этой области необходимо вести в тесном контакте с разработкой указанной в начале настоящего параграфа первой проблемы. Наконец, заметим, что в практических задачах могут встретиться очень сильные разрывы (например, при обтекании цилиндрической оболочки ударной волной, фронт которой параллелен оси оболочки), поэтому анализ и установление качественных и количественных характеристик разрывов не является академическим увлечением т. е. некоторым гиперболизмом в параболической природе . [c.254]

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]

При очень большой скорости распространения ударной волны О в соотношениях на волне (9.5) можно пренебречь слагаемыми 4 10, рЛРгО ), по сравнению с единицей. Ударные волны, для которых можно считать выполненными эти условия, называются сильными. Для сильных ударных волн соотношения на волне (9.5) имеют вид [c.192]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...