Ударные волны в газовых смесях

УДАРНЫЕ ВОЛНЫ В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ [c.59]

Во взрывных волнах, возникающих при сгорании воспламеняющихся газовых смесей, необходима принимать во внимание энергию химической реакции, протекающей при взрыве. При этом различают два случая взрыв и детонацию. В первом случае происходит быстрое сгорание во втором случае воспламенение распространяется благодаря повышению температуры, вызываемому ударной волной. Возможность детонации, которая возникает как в газовых смесях, так и в жидких и твёрдых телах, зависит от химических и физических свойств вещества скорости протекания химической реакции, теплопроводности и т. д. Скорость распространения детонации весьма значительна для гремучего газа при атмосферном давлении и обычной температуре она составляет 2800 ж/сел , для нитроглицерина 7400 м/сек при этом возникают громадные давления, например для нитроглицерина 100 000 кг/см . [c.257]

В предыдущих параграфах этой главы мы имели дело со слабыми периодическими ударными волнами в жидкости. При взрывах (когда возникающие давления оказываются значительно больше атмосферного давления), в явлениях детонации, сгорания газовых смесей, при движении газа со сверхзвуковой скоростью в соплах двигателей реактив- [c.406]

Распространение пламени в горючей газовой смеси вне зависимости от механизма воспламенения (теплопроводностью при медленном горении или ударной волной при детонации) подчиняется основным законам газовой динамики и, следовательно, может быть описано уравнениями сохранения массы, количества движения и энергии. [c.218]

Нет сомнений, что в данном случае ударная волна может вызвать воспламенение горючей газовой смеси. [c.220]

При распространении ударной волны малой интенсивности в газожидкостной смеси пузырьковой структуры ее энергия переходит в энергию молекул газовых пузырьков, которые, взаимодействуя с жидкостью, рассеивают эту энергию в дисперсионных и диссипативных процессах, при этом влияние последних может оказаться существенным. В том случае, когда волна распространяется в среде, в которой возможен переход газа из свободного в растворенное состояние (фазовый переход в парожидкостной среде), кинетическая энергия газовых молекул переходит в потенциальную энергию давления за время, существенно меньшее времени релаксации диссипативных процессов. Интенсивность скачка давления будет тем большей, чем большим будет отношение показателя изоэнтропы гомогенной (раствор), и гетерогенной (пузырьковой) смеси в момент фазового перехода. [c.49]

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]

Наносимые частицы нагреваются за счет теплообмена с высокотемпературной газовой средой и перемещаются ударной волной, возникшей в результате детонации горючей газовой смеси в стволе установки. [c.367]

Будем считать, что химическая реакция в газовой горючей смеси, инициируется прохождением ударной волны и что интенсивность волны достаточно велика, чтобы можно было пренебречь давлением перед ней. Будем также пренебрегать энергией, затраченной в начальный момент на возбуждение ударной волны. [c.612]

При очень большой скорости обтекания суп ественную роль за головной ударной волной играют физико-химические превращения в газе. На модели бинарной смеси было видно, что даже если компоненты остаются совершенными газами, уравнение состояния выражается весьма сложными функциями независимых термодинамических переменных. Они еще усложняются для газовых смесей с большим числом компонент. Выберем в качестве независимых термодинамических переменных р и Т. Из условий на ударной волне исключим компоненты скорости, и получим два условия для термодинамических переменных в следующем виде [c.183]

Обратный удар пламени в газовую коммуникацию происходит, как правило, только при наличии в ней взрывчатой газокислородной смеси, когда по каким-либо причинам предшествовало перетекание одного газа в другой. При отсутствии в коммуникациях взрывчатой смеси ударная волна быстро затухает. [c.62]

Асимптотическое решение задачи о воспламенении горючей газовой смеси тепловым потоком постоянной интенсивности, приложенным на неподвижной поверхности, распространено на случай ее движения с постоянной скоростью. Возникающее при этом течение вне пограничного слоя, примыкающего к поверхности, состоит из стационарной зоны пламени в системе координат, связанной с ее фронтом, однородных равномерных потоков несгоревшего и сгоревшего газов. Поток несгоревшего газа вызывает ударную волну постоянной интенсивности или центрированную волну Римана, распространяющихся в исходную среду. [c.29]

КОБОЙ смеси. Видно, что, в отличие от ударных волн в воде с пузырьками воздуха (см. рис. 6.4.8), когда стационарные волны с интенсивностью ре 2 имели осцилляционную структуру, наличие фазовых переходов конденсации в пароводяной смеси усиливает тенденцию к монотонной структуре и расширяет диапазон интенсивностей, при которых такая структура реализуется. Этот диапазон существенно зависит от степени диспергированности паровой фазы (радиуса пузырьков йо), но характерной интенсивностью, выше которой в волне при любых размерах пузырьков проявляется осцилляционная структура, является 1 + Последняя превосходит соответствующую величину, равную г, в случае газовых пузырьков (см. обсуждение рис. 6.4.2). Существенное отличие от ударных волн в жидкости с пузырьками нерастворимого газа состоит в том, что толщина таких волн в жидкости с паровыми пузырьками из-за смыкания пузырьков и малой скорости волны значительно меньше. Так, при ра 0,1 МПа для смеси паровых пузырьков радиусом йо 0,1 мм в воде толщина стационарной ударной волны равна 5—10 см, в то время как для смеси газовых пузырьков того же размера эта толщина равна примерно 1 м. [c.131]

Другим примером стационарного распространения ударной волны является детонационная волна. Детонационной волной называется сочетание ударной волны и следующей за ней области экзотермической химической реакции. В ударной волне горючая газовая смесь сжимается так, что температура ее превышает температуру воспламенения. Смесь сгорает и непрерывно подпитывает энергией ударную волну. Количество энергии, выделяющееся в зоне горения, зависит от природы и состава горючей смеси. Поэтому каждбй смеси соответствует своя определенная скорость детонационной волны. [c.220]

Необходимо сделать здесь следующую оговорку. Мы видели, что при медленном горении в закрытой трубе В11ереди зоны горения непременно возникает ударная волна. При больших скоростях горения интенсивность этой волны велика и она существенным образом меняет состояние подходящей к зоне горения газовой смеси. Поэтому не имеет, собственно говоря, смысла следить за изменением режима горения при увеличении его скорости для заданного состояния р, V исходной горючей смеси. Для того чтобы достигнуть точки О, необходимо создать такие условия горения, при которых бы не возникала ударная волна. Это можно, например, осуществить при горении в открытой с обеи < сторон трубе, причем с заднего конца производится непре-рыв ый отсос продуктов горепия. Скорость отсоса должна быть подобрана так, чтобы зона горения оставалась неподвижной, и потому не возникала бы ударная волна ). [c.688]

Влияние полидисперсности. Вс всех обсуждавшихся экспериментах радиус пузырьков определялся с точностью (10—20)% и, кроме того, в смесях всегда имолся некоторый набор фракций. В связи с этим представляет инт( рес выявить влияние полидисперсности на распространение волн и их структуру. Соответствующее исследование выполнено В. Ш. Шагаповым (1976) в рамках модели с конечным числом фракций (1.8.6). В частности, были рассчитаны структуры стационарных ударных волн с теми же параметрами, что представлены на рис. 6.4.4 и 6.4.5, но в смесях с тремя фракциями пузырьков, когда газовая фаза в исходном равновесном состоянии разделялась на три одинаковые по [c.84]

Для более последовательного учета эффектов нестационарного теплообмена внутри деформирующегося газового пузырька в ударной волне и проверки двухтемпературной модели рассмотрим модель теплообмена в пузырьковой смеси, использующую сферически-симметричное распреде.гение температуры и плотности Рз газа внутри пузырьков (ом. 6 гл. 1). Применительно к стационарной волне Т и зависят от продольной координаты X, определяющей положение центра пузырька, Условие стационарности соответствует том , что в фиксированной точке [х, г) все параметры, в том числе и микропараметры и рз, от времени не зависят, но для каж дого пузырька процесс является нестационарным. [c.85]

На рис. 2.12 приведены зависимости для показателя изознтропы газоводяной смеси, содержащей пузырьки трехатомного газа (кривая 1) и трехатомный газ в растворенном состоянии (кривая 2). Так же как и для двухатомного газа, при одном и том же значении 0 значения k для этих двух смесей существенно отличны, причем отличие это еще больше, чем в описанном выше случае смеси с двухатомным газом. С учетом сжимаемости жидкости можно дать следующее объяснение полученным в [8] результатам. С момента начала распространения ударной волны происходит резкое снижение объема газовых пузырей и одновременно происходит увеличение сжимаемости жидкой фазы (уменьшается ее к). Если увеличение сжимаемого объема жидкости недостаточно для принятия всего уменьшенного объема свободного газа, то происходит частичный переход газа из свободного в растворенное состояние и связанное с этим увеличение f M. которое при прочих равных условиях будет тем большим, чем большее количество газа перейдет в растворенное состояние. При этом до тех пор, пока наряду с растворенным газом имеет место свободный газ, в волне будут происходить пульсации давления, которые становятся все меньше по мере возрастания давления во фронте волны и уменьшения количества газа, находящегося в свободном состоянии. До того момента, пока увеличившийся объем сжи- [c.47]

Необходимое количество газов дозируется газовыми клапанами и подается в смесительный блок, а оттуда — в рабочую камеру для снятия заусенцев. После наполнения газовой смесью рабочей камеры происходит ее воспламенение от свечи зажигания. При этом облой и заусенцы толщиной до 0,3 мм сгорают или оплавляются без повреждений отливок, так как сгорание смеси происходит в короткий промежуток времени (приблизительно 20 мс), и таким образом исключается прогрев отливок на большую глубину. Чтобы исключить перемещение отливок в рабочей камере под действием ударной волны, мелкие отливки укладывают в корзину или на специальные крепежные устройства крупные отливки можно укладывать без специального крепления на тарелке замыкания. Термоэнергетическим методом можно удалять облой и заусенцы толщиной до 0,5 мм на отливках из алюминиевых, цинковых, медных и медно-никелевых сплавов. [c.447]

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]

Из газовой фазы аморфные структуры получают термическим испарением и конденсацией в высоком вакууме, катодным распылением и осаждением аморфных слоев в тлеюшем разряде. Химическим осаждением из газовой фазы получают аморфные слои 8102 гидролизом 81СЦ или пиролизом смесей 81С14 + О2. Пленки кварцевого стекла или слои 8Ю также можно получить непосредственным окислением поверхности монокристалла кремния. Кристмлические тела переходят в аморфное состояние под действием ударной волны или интенсивного нейтронного или ионного облучения. Возможно получение аморфных веществ в результате химического разложения в твердой фазе. Механическое воздействие также приводит к образованию аморфных слоев. [c.382]

Ударная волна м. б. образована при взрыве детонатора, напр, капсюля с гремучей ртутью, или при воспламенении горючих газовых смесей, особенно кислородных. В этом случае ударная волна образуется в стадии нормального горения в результате аккумуляции ряда последовательных волн сжатия, догоняющих друг друга. С момента образования ударной волны такой интенсивности, т. е. с таким повышением давления р /р , которое необходимо для самовоспламенения газа с исчезающе малой задержкой, горение распространяется в виде детонационной волны. В пей самовоспламенение каждого слоя газа вызывается ударной волной, возобновляющейся за счет почти мгновенного освобождения энергии сгорания. В детонационной волне т. о. резкий скачок давления, соответствующий ударной волне, распространяется вместе с волной сгорания с одинаковой с ней скоростью, превышающей скорость звука. Детонационная, или взрывная, волна есть по определению Н уге совокупность волны сгорания с ударной волной. Совместное распространение волны сгорания с ударной волной означает, что при Д. т. в отличие от нормального сгорания состояние свежей смеси остается неизменным вплоть до момента воспламенения очередного слоя газа. Давление и темп-ра свежего газа не повышаются непрерывно, а изменяются резким скачком в каждом слое газа в момент его воспламенения. Вследствие неизменности состояния газа впереди фронта детонациоп- [c.278]

Стадии детонационного напыления показаны на рис. 2.9.46. В камеру 3 водоохлаждаемого ствола 2 диаметром 25 мм подается кислород и ацетилен в строго определенных количествах. Затем в камеру подается порошок напыляемого материала. Газовую смесь, в которой во взвешенном состоянии находится напыляемый порошок, поджигают электрической искрой. В результате взрыва смеси происходит выделение теплоты и образуется ударная волна, когсч>ая разогревает и разгоняет частицы порошка до сверхзвуковой скорости в направлении упрочняемой поверхности. [c.420]

Большое влияние на характер неравновесных процессов оказывает сверхзвуковая часть сопла. В настоящее время в конструкциях обычно используется семейство сопел с угловой точкой, построенных на базе равномерной замыкающей характеристики. Однако данное семейство сопел не является семейством сопел кратчайше длины. Более высокого темпа охлаждения газовой смеси можно достигнуть в более коротких соплах с неравномерным распределением параметров в выходном сечении. В [89] классическим методом характеристик проведено параметрическое профилировапие н.лоских и осесимметричных сопел, обеспечивающих заданные неравномерные газодинамические параметры в выходном сечепии. Рассмотрено, в частности, семейство, построенное на базе симметричной замьигаю-щеп характеристики и обеспечивающее параллельность потока на выходе II отсутствие ударных волн во всем поле течения. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...