Ударные волны разрежения

Отметим, что при выводе (90,12—13) используется только обязательное условие (88,1), но не используется неравенство pi>pi. Поэтому эти условия неустойчивости относятся и к ударным волнам разрежения, которые могли бы существовать при d V/dp )s < 0. [c.475]

С. А. Новиков, Ю. И. Тарасов, 1962) привело к экспериментальному обнаружению ударных волн разрежения, возможность которых следует из отрицательности кривизны адиабаты разгрузки (d p/dV <0). В экспериментах, описанных в последних двух статьях, при столкновении встречных волн разрежения, обусловленных обратным фазовым превращением в железе, наблюдался гладкий откол металла, что свидетельствует об очень малой толщине ударных волн разрежения из-за чрезвычайно высоких скоростей обратного фазового перехода е а. Эти исследования явились доказательством существования ударных волн разрежения у веществ, имеющих точки излома на ударной адиабате. [c.274]

Для иллюстрации влияния кинетики обратного перехода е а на течение и структуру ударных волн разрежения на рис. 3.4.5 приведены эпюры напряжений в виде штриховых линий, соответствующих более высоким скоростям обратных превращений, когда Ь 21 = 30 с/м = 6 с/м ). [c.282]

Видно, что кинетика обратного перехода в фазу низкого давления влияет только на структуру и толщину ударной волны разрежения, где реализуется указанный переход. При достаточно высокой интенсивности этого перехода указанная волна вырождается в скачок разрежения. Таким образом, имеется облегчающее анализ процесса обстоятельство, состоящее в том, что две реакции протекают независимо друг от друга, а кинетика обратного превращения фактически не влияет на процессы впереди волны разрежения, в частности, на глубину зоны, где фазовый переход Fe -> Fe протекает полностью. [c.282]

Экспериментальные факты, в частности чрезвычайно гладкая поверхность откола при столкновении двух волн разрежения (А. Г. Иванов, С. А. Новиков, Ю. И. Тарасов, 1962) говорят о том, что скорости перехода Fe Fe чрезвычайно велики и существенно превышают скорости перехода Fe Fe а толщина ударной волны разрежения очень мала. [c.282]

Таким образом, только одно интегральное соотношение (6.6) не обеспечивает единственность решения задачи Коши. Для того чтобы решение задачи Коши было единственным, нужны дополнительные условия. Можно показать, что единственность имеет место, если на линии разрыва выполняется условие Ыл Ип- Это условие в рассмотренном выше примере (ы <ы+) исключает решение типа ударной волны разрежения и сохраняет одно решение — непрерывную (при />0) волну разрежения. [c.152]

Фазовые переходы в конденсированных средах и связанный с этим аномальный ход ударных адиабат и адиабат разгрузки обусловливают появление ударных волн разрежения. [c.41]

За узким сечением, где темп изменения живого сечения невелик, от подвода теплоты в скачке при дозвуковой скорости поток должен разгоняться, а при сверхзвуковой скорости — тормозиться. Таким образом, в зоне интенсивной конденсации на очень коротком участке, где скорость еще сверхзвуковая, под влиянием подведенной теплоты поток тормозится, пока р <С рк, и ускоряется, как только становится р > р . Если недалеко за горлом сопла темп роста живого сечения [ lf)df/dl] невелик, то следующие друг за другом замедление и ускорение потока из-за подвода теплоты могут оказаться настолько значительными, что в зоне конденсации, в том месте, где давление становится выше критической величины (меняется знак ускорения), в потоке происходит резкое понижение давления и столь же резкое повышение интенсивности конденсации, вызывающее эффект, аналогичный скачку уплотнения. Этот скачок на какое-то мгновение уравновешивает силы инерции. При этом за скачком прекращаются процесс конденсации и подвод теплоты, разгоняющей дозвуковой поток. В результате в расширяющейся части сопла дозвуковой поток замедляется, зона же процесса конденсации отодвигается в расширяющуюся часть сопла. В сверхзвуковой же зоне в момент провала давления появляется ударная волна разрежения, которая смещает начало процесса конденсации в сторону горла сопла. После появления скачка в месте бурного роста капель, процесс конденсации на этом участке резко тормозится и зона интенсивной конденсации смещается вниз по потоку. [c.228]

В [52] описаны гладкие отколы при нагружении толстостенных стальных труб цилиндрической ударной волной. Такие отколы имеют место при взаимодействии ударных волн разрежения, одна из которых образуется при отражении ударной волны сжатия от свободной поверхности, другая распространяется за фронтом волны сжатия. В координатах х, i на схеме течения (рис. 5.15) ОЬ — траектория движения нагружаемой поверхности образца, NN — траектория движения свободной поверхности, В А — первая ударная волна, ВВ — вторая ударная волна, КЕ и СЕ — ударные волны разрежения. В точке Е возникает обычный откол в волнах разрежения, в точке Е взаимодей ствия двух ударных волн разрежения возникает гладкий откол. [c.160]

Предположим теперь, что поршень, двигавшийся равномерно слева направо с некоторой скоростью и и гнавший перед собой газ с давлением р и плотностью р, мгновенно уменьшил свою скорость или остановился. Тогда перед поршнем образовалось бы разрежение, которое также стало бы распространяться направо вдоль трубы. Легко сообразить, что в этом случае разрыв непрерывности элементов не может осуществиться и ударной волны разрежения не образуется. В самом деле, в непосредственной близости от поршня (рис. 39) [c.172]

Стекло является одним из традиционных модельных материалов в экспериментальных исследованиях хрупких сред. Для силикатных стекол характерен довольно высокий ( 6 —9 ГПа) предел упругости на ударной адиабате, причем их продольная сжимаемость в упругой области аномально возрастает по мере сжатия. Из-за аномальной сжимаемости упругие волны сжатия расширяются по мере распространения, а волны разгрузки в упругой области трансформируются в ударные волны разрежения. Эксперименты со статическим [85, 86] и динамическим [87, 88] сжатием обнаружили явление необратимого уплотнения стекол— возрастание остаточной плотности в результате обработки давлением. В частности, для кварцевого стекла при давлении ударного сжатия 10—15 ГПа необратимое уплотнение доходит до 15%. [c.110]

Динамическая прочность стекла. Результаты измерений профилей скорости свободной тыльной поверхности образцов стекла К19 [40] при различных скоростях удара показаны на рис.5.31. Стекло не имеет четко выраженного динамического предела упругости, поэтому по известным данным трудно выделить момент перехода к неупругому деформированию в волне сжатия. По-видимому, этому переходу соответствует на профилях W(t) интервал скоростей 800—1100 м/с. В импульсах с меньшей амплитудой наблюдается образование ударной волны разрежения, что свидетельствует об обратимом ходе изменения скорости звука с давлением и подтверждает аномальную сжимаемость стекла в упругой области. При W 1200 м/с фиксируется увеличение крутизны верхней части [c.203]

При разгрузке сжатой фазы высокого давления изменение ее состояния до начала обратного превращения в точке 2 соответствует кривой сжимаемости этой фазы. Область давлений р <р <Р2 Д волн разрежения является аномальной в том смысле, что скорость звука с уменьшением давления изменяется немонотонно и в точке К она выше, чем на участке 2—1. В результате при разгрузке образуется ударная волна разрежения, имеющая скорость [c.231]

Первым экспериментальным подтверждением существования ударных волн разрежения является обнаружение явления гладкого откола в железе при взаимодействии встречных волн разрежения [4]. [c.231]

Образование двухволновой конфигурации сжатия и ударной волны разрежения является наиболее наглядным и убедительным свидетельством обратимого полиморфного перехода в импульсе сжатия. В практическом отношении наибольший интерес представляют фазовые превращения в углероде и нитриде бора, в конструкционных сталях, а также в некоторых минералах. [c.231]

Расщепление ударной волны в железе было обнаружено в уникальных экспериментах с использованием нескольких десятков электроконтактных датчиков, установленных на различных расстояниях от поверхности образца [5]. Появление методов непрерывной регистрации волновых профилей во внутренних сечениях образцов резко упростило фиксацию фазовых переходов не только в ударных волнах, но и в волнах разрежения. На рис.6.2 приведены результаты регистрации манганиновыми датчиками профилей напряжения в армко-железе и высокопрочной конструкционной стали [9]. Нагружение образцов осуществлялось ударом алюминиевых пластин со скоростью 1 — 2 км/с. В случае достаточно большой амплитуды импульса сжатия наблюдается расщепление ударной волны в области перехода а е. Наглядно фиксируется также образование ударной волны разрежения при разгрузке, связанное с обратным переходом е а. [c.232]

Прямая регистрация волновых профилей дает значение напряжений за фронтом первой пластической волны сжатия и перед фронтом ударной волны разрежения в железе, соответствующих началу прямого и обратного переходов а о е, равные 12,6—14 и 12,3 0,4 ГПа [10]. Следует отметить малую (по сравнению со статическими экспериментами [И]) величину гистерезиса давлений начала полиморфных превращений. Уменьшение гистерезиса можно объяснить переходом материала после ударного сжатия в вязкоупругое состояние. В результате внутренние напряжения, появляющиеся в матрице при образовании зародышей новой фазы, быстро релаксируют и не препятствуют развитию превращения. Наложение двух релаксационных процессов — полиморфного превращения и пластической деформации — затрудняет определение кинетики фазового перехода. Сопоставление с данными опытов при пониженных амплитудах нагрузки, а также с анализом динамики процесса по результатам регистрации профилей скорости свободной поверхности дает основание считать, что затянутый спад параметров перед ударной волной разрежения связан, главным образом, с вязкоупругим поведением материала. [c.233]

При фиксированных критических параметрах формулы (2.3)-(2.7) определяют термодинамические свойства однопараметрического газа с независимым термодинамическим параметром - ио. В то же время, нестационарное течение композитного газа при двух независимых пространственных переменных х ж у описывается четырьмя независимыми уравнениями - уравнением неразрывности, энергии и двумя уравнениями течения для определения двух компонент вектора скорости и двух независимых термодинамических переменных. Последнее естественно, ибо в нестационарном течении не только нормального, но и фиктивного газа возникают ударные волны (разрежения), вызывающие рост энтропии. Переход от совершенного газа к фиктивному и наоборот определялся критическим давлением р , которое в процессе счета не изменялось. Вторым независимым термодинамическим параметром служит связанная с удельной энтропией критическая плотность - монотонно растущая функция энтропии. [c.255]

Исследование фазовых превращений в железе привело А. Г. Иванова, С. А. Новикова и Ю. И. Тарасова (1961,1962) к экспериментальному открытию ударных волн разрежения, которые возникают при обратном превращении разгружающегося металла в исходную фазу (как известно, ударные волны разрежения возможны при наличии на ударной адиабате участков с аномальным ходом). [c.259]

Один из аргументов, свидетельствующих о невозможности существования ударных волн разрежения в веществе с нормальными термодинамическими свойствами, базируется на анализе устойчивости разрыва по отношению к малому одномерному перемещению в направлении движения волны (Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц, 1954). При этом оказывается, что ударная волна сжатия устойчива, а ударная волна разрежения неустойчива. Естественно возникает вопрос а как обстоит дело с устойчивостью ударной волны по отношению к неодномерным возмущениям, например по отношению к малым искривлениям в среднем плоской поверхности фронта [c.261]

Пусть теперь поршень, гнавший перед собой газ слева направо, мгновенно остановился. Тогда перед ним образуется разрежение, которое также будет распространяться слева направо. Однако в этом случае ударная волна не образуется действительно, при разрежении каждая последующая элементарная волна будет двигаться медленнее, чем предыдущая наклон кривой АВ будет всё более пологим (рис. 156, б). Таким образом, мы приходим к выводу, что ударные волны разрежения не могут существовать ). Другой вывод заключается в том, что волны конечной амплитуды в отличие от волн малой амплитуды (звуковых волн) при движении изменяют свою форму. [c.250]

Невозможность образования ударной волны разрежения вытекает также из общих термодинамических соображений. [c.250]

Пусть теперь поршень, гнавший перед собой газ слева направо, мгновенно остановился. Тогда перед ним образуется разрежение, которое также будет распространяться слева направо. Однако в этом случае ударная волна не образуется действительно, при разрежении каждая последующая элементарная волна будет двигаться медленнее, чем предыдущая наклон кривой АВ будет все более пологим (рис. 156, б). Таким образом, мы приходим к выводу, что ударные волны разрежения не могут существовать ). [c.408]

Ударные волны разрежения были экспериментально обнаружены С. С. Кутателадзе с сотрудниками во фреоне-13. Начальное состояние фронта соответствовало окрестности критической точки жидость — пар. В экспериментах были зарегистрированы волны разрежения, для которых длительность уменьшения давления на- фронт составляла около 1 мс. При распространении волн расплывания переднего фронта не происходило, в отличие от волн разрежения в обычных газах. [c.18]

Ударные волны, вызывающие фазовые переходы, обычно относятся к слабым с незначительными изменениями энтропии. Поэтому адиабата разгрузки обычно близка по своему виду к ударной адиабате. Наличие участка в области фазового перехода, на котором выполняется неравенство д р/д ) <0, приводит к образованию ударной волны разрежения. Эволюция распределения давления в волне разрежения качественно показана на рис. 1.10. PeaJ[ьнo водны разгрузки возникают в среде при выходе ударной волны на- свободную поверхность образца. [c.41]

Интенсивное ударное нагружение образцов из железа и углеродистой стали приводит к образованию уникальных отколов с очень гладкой поверхностью, получивших название гладких, или зеркальных. отколов (рис. 5.14). Это явление, описанное в работах [5, 6, 49—51], стало первым экспериментальным доказательством существования < ударных волн разрежения в вепшствах, для адиабат Пуассона которых в координатах давление — объем (Р, V) з аракте-рен выпуклый вверх участок, т. е. с отрицательной второй про- [c.159]

Теоретический интерес к изучению волновых процессов в газах привел к открытию в середине XIX в. ударных волн. Нарушение симметрии акустических волн большой амплитуды отмечалось еще Стоксом (1848), который занялся впервые и вопросом о скачках плотности в потоке (1851). Вплотную к уравнениям на скачках подошел С. Ирншоу , но первое математическое gQ обоснование возможности возникновения скачков в потоке принадлежит Б. Риману , который обнаружил существование двух семейств волн (инварианты Римана) и использовал условия сохранения массы и количества движения на скачке. Однако Риман допустил олибку, приняв для газа при прохождении ударной волны адиабатическую зависимость р(р), что повлекло нарушение условия сохранения энергии на скачке. Вполне строгий (хотя и не очень четко изложенный) термодинамический подход к из5П1ению ударных волн дан В. Ренкином который получил полное решение задачи о скачках. В его работе отсутствуют, впрочем, некоторые важные следствия, которые, по сути дела, вытекают из его рассуждений и уравнений. Так, например, он ссылается на устное указание В. Томсона о неустойчивости ударной волны разрежения и не замечает, что из наложенного им условия баланса тепла в ударной волне следует при помощи очевидных термодинамических соображений невозможность существования ударных волн разрежения — факт, окончательно установленный только в 1904—1905 гг< Г. Цем-пленом. [c.80]

Отсюда видно, что рис.2.11,а ответает ударной волне разрежения (р2 < Pi), а рис. 2.11,6 - ударной волне сяатия (P2>Pi)- Таким образом, здесь не обязательно верны гидродинамические теоремы о неустойчивости ударных волн разрежения , однако энтропия, конечно, всегда растет ш скачке (заметим, чго потери на скачке определяются площадью, заключенной между кривой а(е) и упомянутой секущей, соединяющей точки 1 и 2). [c.59]

Кроме указанного исследования Вайсмана, посвященного теории потока влажного пара, ряд исследований в этой области был проведен проф. И. И. Новиковым. Из них можно назвать следующие Об одном парадоксе предельных состояний течения газа (1945) Замечания к теории предельных состояний течения газов (1945) О скорости звука в насыигепном и влажном паре (1947) О суп е-ствованпи ударных волн разрежения (Доклады Академии наук СССР, 1948). В 1947 г. Новиков успешно защитил докторскую диссертацию на тему О некоторых термодинамических закономерностях реальных (необратимых) процессов течения газов и паров . [c.329]

Рнс.6.1. Расщепление ударной волны и образование ударной волны разрежения в веществе, претерпевающем обратимое превращение с изменением объема, а—ударная адиабата, б— профиль давления в импулы е ударного сжатия. [c.230]

Уравнения сохранения (1.1) — (1.3) допускают существование разрывов двух типов, в одном из которых энтропия возрастает (как правило, ударная волна сжатия), а в другом — уменьшается (как правило, ударная волна разрежения). В действительности, как следует из второго начала термодинамики, осуществляется только первый режим (это утверждение носит название теоремы Д. Цемплена). [c.210]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...