Ударные волны в теплопроводной среде

Ударные волны в теплопроводной среде [c.116]

Рассмотрим теперь случай W 0. При Жг Ж, и отсутствии каких-либо дополнительных требований мы имеем три соотношения, (1.29) —(1.31), связывающие при известных значениях перед фронтом ударной волны пять величин. Однако в теплопроводной среде разрыв следует считать изотермическим. Кроме условий [c.20]

Условие изотермичности сильного разрыва в теплопроводной среде можно обосновать из следующих соображений [46]. Если бы то это означало бы, что на узком участке Aw ширины фронта ударной волны потоки тепла очень велики. При Ат О потоки тепла стремились бы к бесконечности, т. е. возник бы бесконечный источник энергии. На самом деле такого источника нет потоки тепла стремятся сгладить температуру справа и слева от разрыва до тех пор, пока не выполнится условие (1.41). [c.20]

Сначала докажем, что в теплопроводной среде при переходе через ударную волну функция Т остается непрерывной. Доказательство подобно тому, которое [c.111]

Значение уравнения (5.58) состоит в том, что ударная волна образуется только в теплопроводной среде, не деформированной перед фронтом разрыва, тогда, когда скачок в нормальной производной от ат с самого начала больше некоторого конечного положительного значения ). В нетеплопроводной среде ударная волна образуется в том случае, когда нормальная производная положительна при этом соседние характеристики простой волны со временем пересекаются. Знак т зависит от того, при каком знаке а образуется ударная волна. Согласно условию (5.56), знак а зависит от знака Ьи а 1 является постоянной характеристикой материала. Если величина 1 положительна, то ударная волна образуется при растяжении, если отрицательна, то при сжатии. В первом случае растяжение должно быть большим, чем некоторая [c.125]

Распространение волн в среде с вязкостью и Теплопроводностью сопровождается потерей звуковой энергии. Энтропия среды в этом случае, вообще говоря, возрастает, и к нелинейным уравнениям сохранения массы и импульса добавляется еще нелинейное уравнение переноса тепла (1.23). Теория распространения волн конечной амплитуды в этом случае усложняется из-за того, что процесс в волне, строго говоря, нельзя считать адиабатическим. Отклонение от адиабатичности, однако, можно считать малым, так как даже при переходе через фронт ударной волны изменение энтропии — величина третьего порядка малости. Это позволяет линеаризовать уравнение переноса тепла и, следовательно, считать, что диссипативные процессы линейны. Изменение энтропии при этом происходит только за счет теплопроводности. Поглощение монохроматической волны малой амплитуды при аоЯ I определяется коэффициентом поглощения [c.98]

Для большинства твердых тел, как упоминалось в предыдущем параграфе, da jds постоянно для напряжений ниже предела упругости и убывает выше этого предела. Поэтому большие деформации распространяются со скоростью, меньшей скорости упругих волн, и распределение деформации будет подобным тому, которое показано на фиг. 38. Однако когда da jd возрастает с ростом е, большие деформации распространяются быстрее малых и любой большой импульс, распространяясь в среде, образует крутой фронт, градиент в котором чрезвычайно ограничен диссипативными силами типа вязкости и теплопроводности. Значимость этих диссипативных сил возрастает, когда перепад давлений на фронте импульса становится круче. Образование ударных волн будет рассмотрено ниже. [c.156]

Среди экспериментов были такие, которые отличались лишь подобным изменением всех размеров системы. Отнесенные к безразмерным переменным, кривые развития возмущений в этих опытах отличались друг от друга, что нельзя было объяснить иначе, как влиянием вязкости. По сдвигу кривых оказалось возможным определять коэффициент вязкости вещества, сжатого и нагретого ударной волной. Расчет влияния вязкости и теплопроводности на затухание возмущений был сделан Р. М. Зайделем (1967). [c.262]

Отправным пунктом изложения является полная система уравнений, учитывающая нелинейность зависимости между деформациями и градиентами смещений, а также сжимаемость и теплопроводность материала. Естественно, что анализ этой системы в общем виде связан с серьезными трудностями. Однако для случаев, когда теплопроводность среды мала, автору удалось исчерпывающим образом изучить распространение ПЛОСКИХ (и с меньшей степенью подробности сферически симметричных) адиабатических и изэнтропических ударных волн. Получение полного решения задачи, дающего возможность оценить влияние теплопроводности, оказалось возможным только для некоторого класса задач о волнах постоянного профиля. [c.5]

В настоящем параграфе было показано, что ударная волна с круговой поляризацией может распространяться в деформированной изотропной теплопроводной упругой среде. Другие возможные ударные волны также описываются уравнениями (5.30) и [c.120]

Характерное св-во процесса Г.— способность к распространению в пр-ве. Благодаря процессам переноса (диффузии и теплопроводности) теплота или активные центры, накапливающиеся в горящем объёме, могут передаваться в соседние участки горючей смеси и инициировать там Г. В результате возникает движущийся фронт горения. Его скорость распространения наз. линейной скоростью Г. и. Массовая скорость Г. т=ри, где р — плотность исходной смеси. В отличие от детонации, где хим. реакция начинается вследствие быстрого и сильного сжатия в-ва ударной волной (см. Взрыв), скорость г. невелика ( 10 з—10 м/с), поскольку определяется сравнительно медленными процессами диффузии и теплопроводности. Если движение среды турбулентно, то скорость Г. увеличивается вследствие интенсивного турбулентного перемешивания. [c.135]

При Я. в. в воздухе образуется мощная ударная волна, к-рая, достигая поверхности Земли, вызывает разрушения. Существенное поражение наземных сооружений происходит, если ударная волна несёт избыточное давление р порядка неск. десятых долей атм. Радиус Я поражения приблизительно определяется из соотношения р—81 Я = 0 Па, где 8— энергия, выделяющаяся в Я. в. Для номинальной яд. бомбы (1 кг сгоревшего 2 и) с энерговыделением 20 кт тротилового эквивалента Д- 1 км. Выделившаяся энергия по истечении неск. мкс передаётся окружающей среде. Образующийся ярко светящийся огненный шар расширяется вначале за счёт лучистой теплопроводности, а затем вместе с распространением ударной волны. По мере расширения шара темп-ра его падает, через 10" — 10 с шар достигает макс. радиуса 150 м (для бомбы в 20 кт), Т=8000 К (ударная волна далеко впереди). За время свечения (неск. с) в эл.-магн. излучение переходит 10—20% энер гии я. в. Излучение вызывает пожары, ожоги. Разреженный нагретый воздух, несущий радиоактивные продукты я. в., поднимается вверх и по истечении неск. минут достигает высоты 10—15 км. После этого облако Я. в. расплывается на сотни и более км. Радиоактивные ч-цы выпадают на поверхность Земли, образуя т. н. радиоактивный след Я. в. Особенно опасен приземный Я. в., когда огненный шар, касаясь поверхности Земли, поднимает вверх пыль, радиоактивные ч-цы прилипают к ч-цам земли и выпадают вблизи эпицентра Я. в. в концентрации, летальной для человека. [c.918]

Если при экзотермическом разложении тепло выделяется быстрее, чем отводится в окружающую среду, происходит взрыв. Существует различие между тепловым взрывом и детонацией при тепловом взрыве все новые участки разогреваются до температуры разложения либо за счет теплопроводности самого твердого тела, либо нз-за теплоотдачи от образующихся при реакции разогретых газов, причем тепло выделяется непосредственно в зоне разложения. При детонации образуется также ударная волна, и ее прохождение через последующие участки твердого тела приводит к резкому возрастанию температуры, выше температуры разложения. - [c.170]

Структура фронта волны в теплопроводной среде. Рассмотрим случай, когда вязкость в среде отсутствует и структура фронта ударной волпы формируется под влиянием процесса теплопроводности. Уравнение (6.16) по-прежнему справедливо, только в нем отсутствует вязкость (о = 0). Для простоты будем считать, что коэффициент теплопроводности постоянен у.(р. У) = з<о = onst. Тогда поток тепла в автомодельных переменных имеет вид [c.69]

Рассмотрим структуру фронта ударной волны в газе, обладающем вязкостью и теплопроводностью. Что касается процессов теплопроводности, то они были приняты во внимание при выводе уравнений газодинамики (3.25). Вязкость в этих ураннепиях учтена не была. Не вдаваясь в подробности, мы укажем лишь, что наличие в среде вязкости приводит к дополнительному негазодинамическому переносу импульса и энергии. Математически в простейшем одномерном случае это можно выразить посредством [c.63]

Подробное исследование структуры перпендикулярн й ударной волны в среде, для которой справедливо уравнение состояния идеального газа, выполнено в работе с учетом зависимости вязкости, теплопроводности и проводимости от температуры. Если проводимость среды велика, то ширина разрыва составляет несколько длин свободного пробега. В случае малой проводимости структура разрыва существенно зависит от напряженности магнитного ноля. При малых значениях Н перед разрывом имеется область, в которой магнитное поле, скорость [c.21]

Гетерогенные смеси, их движения, последствия воздействия на них, возникающие в них волны чрезвычайно многообразны, что является следствием многообразия комбинаций фаз, их структур, многообразия межфазных и впутрифазных взаимодействий и процессов (вязкость и межфазное трение, теплопроводность и межфазный теплообмен, фазовые переходы и химические реакции, дробление и коагуляция капель и пузырей, различные сжимаемости фаз, прочность, капиллярные силы и т. д.) и многообразия различных видов воздействия на смеси. Например, в га-зовзвесях образуются размазанные волны, структура и затухание которых определяются главным образом силами межфазного трения с газом и дроблением капель или частиц. В жидкости с пузырьками газа или пара из-за радиальных пульсаций пузырьков, помимо размазанных волп, характерными являются волны с осцилляционной структурой, сильно зависящей от процессов тепло- и массообмена, а также дробления пузырьков. Далее в конденсированных средах фазовые переходы, инициируемые сильными ударными волнами, могут привести к многофронтовым волнам из-за немонотонного изменения сжимаемости среды при фазовых превращениях. Своеобразные волновые течения с кинематическими волнами возникают и при фильтрации многофазных жидкостей. [c.5]

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]

Полученные условия определяют К0не4(ные изменения всех термодинамических величин при прохождении среды через ударную. волиу в том числе и изменение энтропии-Это связацо с диссипативными процессами, обусловленными вязкостью и теплопроводностью газа и происходящими в тех весьма тониих слоях газа, толщиной которых в этой теории пренебрегают. Итак, движение идеальной жидкости через ударную волну является необратимым течением, т. е. течением, для которого согласно второму закону термодинамики [c.513]

В свете сказанного уместно поставить вопрос поскольку в обычных звуковых волнах в принципе действует эффект обгона последующих волн предыдущими, то на больших расстояниях должна образовываться ударная волна спрашивается, почему же этого не происходит Ответ состоит в том, что необходимо учитывать затухание волны с расстоянием, происходящее вследствие вязкости и теплопроводности среды. Волны затухнут быстрее, чем начнёт сказываться захлёстывание , о котором мы говорили выше. [c.251]

Из сказанного следует, что, напрнмер, ширина ударных воли большой интенсивности с точки зрения макроскопической гидрогазодинамики должна считаться равной нулю. Таким образом, чисто гидрогазодинамические методы некорректны для исследования структуры фронта ударной волны онн справедливы лншь для слабых ударных волн, либо сред с большой вязкостью или теплопроводностью. В таких средах эффекты нелинейности, с одной стороны, постепенно увеличивают крутизну фронта волны с течением времени. Это могло бы привести к разрывам гидродинамических характеристик, свойственным для ударных волн. Однако возрастание градиентов гидродинамических величин усиливает диссипативные эффекты, пропорциональные этим градиентам. Диссипативные эффекты, напротив, уменьшают крутизну профиля фронта волны. Конкуренция этих эффектов приводит в результате к малой илн большой ширине зоны, где происходит разрыв, что и отражается соответственно в несправедливости или справедливости гидродинамического подхода. [c.216]

Автор книги знаком советскому читателю по русскому переводу небольшой монографии Теория линейной вязкоупругости ( Мир , 1965). Его новач книга посвящена распространению возмущений в нелинейно упругих сжимаемых и несжимаемых средах. Даио краткое изложение анализа больших деформаций и напряжений, определяющих уравнений и распространения ударных волн. Рассмотрены адиабатическая и язэнтропическая аппроксимации общей задачи и виды возможных разрывов в изотропных сжимаемых и несжимаемых средах. Последняя часть книги знакомит с влиянием теплопроводности на распространение воли. [c.4]

Отклонения от закона Фурье могут появиться при очень больших значениях grad Т (напр., в сильных ударных волнах), при низких температурах (для жидкого Не II) и при темп-рах 10 —10 К, когда в газах перенос энергии осуществляется не только в результате межатомных столкновений, но в основном за счёт излучения (лучистая Т.), В разреженных газах, когда I сравнимо с расстоянием L между стенками, ограничивающими объём газа, молекулы чаще сталкиваются со стенками, чем между собой. При этом нарушается условие применимости закона Фурье и само понятие локальной темп-ры газа теряет смысл. В этом случае рассматривают не процесс Т. в газе, а теплообмен между телами, находящимися в газовой среде. Процесс Т. в сплошной среде описывается теплопроводности уравнением. [c.748]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...