Детонационные волны

Cтраница 4

При нормальном сгорании топлива в карбюраторном двигателе скорость распространения пламени составляет 25 - 35 м / с. Нормальное сгорание при определенных условиях может перейти во взрывное, детонационное сгорание, при котором пламя распространяется со скоростью 1500 - 2000 м / с. При этом образуются детонационные волны, которые многократно отражаются от стенок цилиндра. [46]

Градиент давления в идеальной ударной волне [ IMAGE ] Градиент давления в реальной ударной волне. [47]

При детонации реакция распространяется по сжатому и разогретому в ударной волне веществу. Передача энергии при ударном сжатии происходит значительно быстрее, чем теплопередачей, так как скорость распространения ударной волны всегда больше, а скорость горения меньше скорости звука в исходном веществе. Сильные ударные волны, какими являются детонационные волны, принципиально отличаются от звуковых волн. Ударные волны распространяются в виде отдельного скачка уплотнения и сопровождаются движением сжатого и нагретого ими вещества в направлении распространения фронта волны. Скорость ударной волны зависит от ее интенсивности, в то время как скорость звука зависит только от свойств исходной среды. [48]

При детонации реакция распространяется по сжатому и разогретому в ударной волне веществу. Передача энергии путем ударного сжатия происходит значительно быстрее, чем теплопередачей, так как скорость распространения ударной волны всегда больше, а скорость горения меньше скорости звука в исходном веществе. Сильные ударные волны, какими являются детонационные волны, принципиально отличаются от звуковых волн. Ударные волны распространяются в виде отдельного скачка уплотнения и сопровождаются движением сжатого и нагретого ими вещества в направлении распространения фронта волны. Скорость ударной волны зависит от ее интенсивности, в то время как скорость звука зависит только от свойств исходной среды. [49]

Детонационный фронт в зарядах ВВ конечных поперечных размеров не является плоским. Об этом свидетельствуют рентгеновские снимки детонирующих зарядов, торцевые развертки свечения детонационных фронтов. Искривленность детонационного фронта приводит к отклонениям от теории идеальной детонации, которая рассматривает только плоские детонационные волны. Самым заметным проявлением неидеальности детонации, которое обнаруживается без всяких измерений, является существование критического диаметра детонации dKp для цилиндрического заряда ( для плоского заряда - критической толщины) - минимального диаметра заряда ВВ, при котором еще возможно распространение детонации. В зарядах ВВ, диаметр которых меньше критического, устойчивое распространение детонации невозможно. [50]

Важным выводом этой теории является существование хи-мического пика во фронте детонационной волны, что подтверждено экспериментально для газовых и конденсированных ВВ. Экспериментально обнаружены во всех газовых смесях, во многих жидких, а также в твердых ВВ детонационные волны с неустойчивым - пульсирующим - фронтом. Их структура качественно отличается от зоны реакции в одномерной теории Зельдовича-Неймана - Деринга. Движение среды в этом случае в действительности носит турбулентный характер. [51]

При прохождении ударной волны через реагирующую смесь в рабочей части ударной трубы увеличение температуры в скачке может инициировать за скачком химическую реакцию. Если в процессе реакции выделяется достаточное количество тепла, то может возникнуть детонационная волна, структура которой в общем случае будет близка к структуре детонационной волны ЗНД. Если скорость инициирующей ударной волны превышает скорость Чепмена - Жуге, то волна разрежения располагается не непосредственно за детонационной волной [33-35] ( ПрИ условии, что рабочая часть ударной трубы достаточно длинная), поэтому в этом случае детонационные волны распространяются со скоростью, приблизительно равной скорости инициирующего скачка. Это сильные ( или пересжатые) детонационные волны. Детонационные волны Чепмена - Жуге наблюдаются при меньших ин-генсивностях начальных скачков. [52]

Ударные волны, возникающие при быстром распространении пламени от очагов самовоспламенения, оказываются слишком слабыми для того, чтобы вызвать детонацию в объеме. Скорость распространения этих волн обычно не превосходит 1 25 - 1 5 скорости звука. Но при отражении таких волн от стенок камеры сгорания, а иногда, невидимому, при столкновении их между собою на многощелевых фоторегистрациях отчетливо видно появление новых волн, которые при сильной детонации ( когда в местах их возникновения имеются значительные, еще не охваченные фронтом нормального сгорания и самовоспламенением объемы заряда) представ - ляют собой детонационные волны, распространяющиеся по еще невоспла-менившейся смеси со скоростями около 2000 м / сек. [53]

Профиль скорости за детонационной волной, распространяющейся в закрытой трубе. Скорости направлены в положительном направлении оси ж. 1 - детонационная волна ( неподвижная. 2 - закрытый конец трубы ( движущийся со скоростью v. [54]

Бринкли и Кирквуд [ а4 ] предложили кинематические соображения, рассмотрев модель, в которой детонационная волна является бесконечно тонкой и давление за волной сначала монотонно уменьшается ( с конечным наклоном) по направлению к закрытому концу трубы. Они установили, что скорость увеличения давления во времени непосредственно за детонационной волной отрицательна для сильных детонационных волн, положительна для слабых и равна нулю для волн Чепмена - Жуге. Бринкли - Кирквуда слабые детонационные волны ( так же, как и сильные) с течением времени приближаются к детонации Чепмена - Жуге. [55]

В работе [5.18] описаны опыты по локализации обратного удара пламени в металлокерамических огнепреградителях при сварочных работах. Фотографированием было установлено, что в подводящей коммуникации перед огнепреградителем после инициирования возникает детонация. При одиночном воздействии детонационной волны на огнепреградитель он локализует пламя ацетилено-кислород-ной смеси. Если на огнепреградитель действуют быстро следующие одна за другой детонационные волны, которые образуются в результате инициирования натекающей горючей смеси, металлокера-мические элементы, как показали непосредственные измерения, разогреваются до высокой температуры. В результате происходит поджигание горючей смеси за огнепреградителем, что может вызвать последующий взрывной распад ацетилена в отсутствие кислорода. [57]

Так как точка Жуге является границей между стационарной зоной химической реакции и зоной ПД, где имеет место нестационарный разлет газа, то необходимым условием устойчивой детонации будет условие движения стационарной зоны относительно ПД со звуковой или сверхзвуковой скоростью. В противном случае волны разрежения догонят зону химической реакции, что приведет к падению давления и температуры и процесс устойчивой детонации будет невозможен. Ударная волна относительно зоны химической реакции распространяется с дозвуковой скоростью, поэтому возмущения в этой зоне догоняют ударную волну, что позволяет поддерживать постоянной ее интенсивность. В случае детонации Чепмена-Жуге никакие возмущения из зоны ПД не могут догнать зоны химической реакции и детонационная волна будет устойчивой. Пусть прямая Михельсона В проходит круче касательной и пересекается с ударной адиабатой ПД в двух точках С и L. ВВ в этом случае будет сжато до давления рв. Такие детонационные волны называются пересжатыми. Затем параметры в зоне химической реакции будут меняться вдоль прямой В С. Так как точка С принадлежит ударной адиабате ПД, она, соответствует полному выделению теплоты химической реакции. В этой точке выполняется неравенство DC. Следовательно, волны разрежения из зоны ПД будут догонять ударную волну и уменьшат ее амплитуду до установления режима устойчивой детонации, соответствующей прямой 1 В. Таким образом, режим пересжатой самоподдерживающейся детонации не может быть устойчивым. [59]

Страницы: 1 2 3 4