Cтраница 2
Если расстояние от задней поверхности заряда ( рис. 162) до точки О не меньше, чем расстояние от нее до вершины выемки ( не меньше, чем г), то линия встречи волн разрежения приблизительно будет линией раздела масс продуктов взрыва, разлетающихся в различных направлениях. [16]
Для того чтобы избежать этих нежелательных перегрузок трубопровода создают встречную волну пониженного давления от предыдущей перекачивающей станции путем отключения одного или нескольких насосных агрегатов. Тогда при встрече волн повышенного и пониженного давления в трубопроводе они взаимно гасятся. Другим мероприятием, способствующим устранению аварийной ситуации, является гашение волны повышенного давления на месте возникновения или осуществление эффективного снижения крутизны се фронта. [17]
При полном отражении преломленная волна отсутствует. Полное отражение происходит при встрече волны с вертикальной гранью ( стенкой) гидротехнического сооружения, перекрывшего водоток, или при отражении от водоема ( водохранилища) большого размера. При отражении от вертикальной стенки положительная волна остается положительной, а отрицательная - отрицательной. Только изменяется направление волны: прямая волна переходит в обратную. При отражении от водохранилища знак и направление волны изменяются. Прямая положительная волна переходит в обратную отрицательную, прямая отрицательная волна переходит в обратную положительную. [18]
Такие волны называются некогерентными. Покажем, что при встрече некогерентных волн интерференция не возникает. [19]
Третий - взрывной режим перехода горения в детонацию - реализуется, когда в процессе ускорения конвективного горения интенсивность волн сжатия скелета возрастает настолько, что частицы на ее фронте разогреваются до температуры воспламенения. Образовавшийся вторичный очаг горения ( точка Е на линии 1 на рис. 5.4.3) приводит к формированию еще двух фронтов горения: возвратной, или ретонационной волны, распространяющейся по разогретому, уплотненному веществу, навстречу первоначальному фронту конвективного горения ( точка М - точка встречи волн) и нестационарной детонационной волны, распространяющейся направо по невозмущенной среде. Взрывной переход горения в детонацию во взрывчатых веществах экспериментально зафиксирован в работах А. Ф. Беляева и др. ( 1973); Н. В. Ащепкова, В. В. Стеиьгача ( 1974) и R. Этот экспериментальный факт подтверждается результатами расчетов. В области высоких пористостей ( аь 3 0 5) сопротивление трения слабо влияет на процесс, и при уменьшении аь преддетонационпое расстояние LD уменьшается за счет увеличения тепловыделения. [20]
Третий - взрывной режим перехода горения в детонацию - реализуется, когда в процессе ускорения конвективного горения интенсивность волн сжатия скелета возрастает настолько, что частицы на ее фронте разогреваются до температуры воспламенения. Образовавшийся вторичный очаг горения ( точка Е на линии 1 на рис. 5.4.3) приводит к формированию еще двух фронтов горения: возвратной, или детонационной волны, распространяющейся по разогретому, уплотненному веществу, навстречу первоначальному фронту конвективного горения ( точка М - точка встречи волн) и нестационарной детонационной волны, распространяющейся направо по невозмущенной среде. Этот режим имеет место при высоких Q0 и Ts. Взрывной переход горения в детонацию во взрывчатых веществах экспериментально зафиксирован в работах А. Ф. Беляева и др. ( 1973); Н. В. Ащепкова, В. В. Стеньгача ( 1974) и R. Этот экспериментальный факт подтверждается результатами расчетов. В области высоких пористостей ( аь 3 0 5) сопротивление трения слабо влияет на процесс, и при уменьшении аь преддетонационпоо расстояние LD уменьшается за счет увеличения тепловыделения. В области низких пористостей при уменьшении аь сопротивление трения увеличивается, что усиливает толкающее действие продуктов реакции на скелет. Скорость звука в скелете Сь при уменьшении аъ также увеличивается. Поэтому волна сжатия в скелете достигает интенсивности, достаточной для образования вторичного очага горения на больших расстояниях, что приводит к возрастанию преддетонационного расстояния. [21]
Взрывной фактор усиливается при детонационном горении газовоздушных смесей. При обычном горении скорость распространения пламени сжиженных углеводородов составляет 0 82 м / с, а максимальное давление при взрыве 8 58 кгс / см2, при детонационном горении скорость распространения пламени возрастает до 1 5 - 3 5 км / с, а давление при встрече волны взрыва с препятствием - примерно в 50 раз. [22]
Взрывной фактор усиливается при детонационном горении газовоздушных смесей. При обычном горении скорость распространения пламени сжиженных углеводородов составляет 0 8 - 1 5 м / с, а максимальное давление при взрыве - 8 58 кгс / смг, при детонационном горении скорость распространения пламени возрастает до 1 5 - 3 5 км / с, а давление при встрече волны взрыва с препятствием - примерно в 50 раз. Во время одного из экспериментов с пропановоздушными смесями ( 4 % С3Н8, 96 % воздуха) при исходном давлении Л кгс / сма было получено давление, равное 470 кгс / смг. [23]
При частичном отражении волна распадается на две: одна называемая преломленной, продолжает движение по первоначальному направлению, вторая - отраженная - распространяется в обратном направлении. При полном отражении преломленная волна отсутствует. Полное отражение происходит при встрече волны с вертикальной гранью ( стенкой) гидротехнического сооружения, перекрывшего водоток, или при отражении от водоема ( водохранилища) большого размера. При отражении от вертикальной стенки положительная волна остается положительной, а отрицательная - отрицательной. Только изменяется направление волны: прямая волна переходит в обратную. При отражении от водохранилища знак и направление волны изменяются. Прямая положительная волна переходит в обратную отрицательную, прямая отрицательная волна переходит в обратную положительную. [24]
Поставим на пути волн широкую преграду. Опыт показывает, что за преграду волны не распространяются, что опять противоречит принципу Гюйгенса. Для объяснения явлений, наблюдаемых при встрече волн с преградами, французский физик О г ю-стен Френель ( 1788 - 1827) в 1815 г. дополнил принцип Гюйгенса представлениями о когерентности вторичных волн и их интерференции. Отсутствие волн в стороне от направления луча первичной волны за широким отверстием согласно принципу Гюйгенса - Френеля объясняется тем, что вторичные когерентные волны, испускаемые разными участками отверстия, интерферируют между собой. Волны отсутствуют в тех местах, в которых для вторичных волн от разных участков выполняются условия интерференционных минимумов. [25]
Физически это явление можно объяснить следующим образом. Так как скорость в выходном сечении канала равна нулю, то это равносильно тому, что длину канала удвоили и с обоих концов подали скачкообразное давление. Тогда в сечении, где первоначально находился заглушенный конец, при встрече волн давление удвоится, а скорость станет равной нулю. [26]
Сюда относятся ударные электромагнитные волны в вакууме и акустические волны сжатия и сдвига; расходимость в их фокусе связана с одновременностью прихода туда фронта со всех сторон, что особенно ясно из представления сходящейся волны как суперпозиции плоских волн, использованного Я. Если симметрия волны нарушена, то при постоянстве ее скорости это неизбежно расстраивает фокусировку, время встречи волн из нулевого становится конечным, амплитуда не обращается в бесконечность. Таким образом, асимметрия волны в этих случаях устраняет неограниченную кумуляцию. [27]
Неустановившееся течение может возникать в нефтепроводах и нефте-продуктопроводах при изменении положения рабочих органов запорных задвижек и обратных клапанов, а также при включении и отключении промежуточных сосредоточенных отборов. Отключение насоса, изменение положения рабочего органа задвижки и другие указанные выше причины вызывают локальное возмущение потока, проявляющееся в местном изменении давления и расхода, после чего возникшее изменение давления распространяется по нефтепроводу в обе стороны от источника возмущения в виде волн со скоростью звука в данной жидкости. Скорость звука в среде нефти и нефтепродуктов находится в пределах 1000 - 1100 м / с. При встрече волны давления с каким-либо препятствием в трубе ( поворот, запорный орган задвижки и другие) волна отражается от него. [28]
Унна [639] изучал волны, бегущие как в направлении течения, так и против него. У Джонсона же волны пересекают течение под углом. Однако, Джонсон подчеркивает, что его решение не совпадает с результатом Унна, когда угол между направлением гребня волны и скоростью течения становится прямым. В этом случае не удовлетворяется условие встречи волн с течением под углом. В приливных районах с узкостями отливное течение, идущее против волн, увеличивает их высоту и крутизну, повышая опасность мореплавания, тогда как приливное течение сглаживает волны. Главные океанические течения, такие, как Гольфстрим, также оказывают заметное влияние на высоту, длину и направление волн, подходящих к берегу, и при определенных обстоятельствах могут вызывать почти полное отражение. [29]
Различают активные и пассивные методы защиты трубопроводов от перегрузок гто давлению. К активным относится создание волны пониженного давления, идущей навстречу волне повышенного давления. Волна пониженного давления создается путем посылки сигнала по линии связи с остановленной нефтеперекачивающей станции на предшествующую для отключения на ней одного или нескольких насосных агрегатов. При этом возникает волна пониженного давления, двигающаяся по потоку. При встрече волн пониженного и повышенного давления они взаимно гасятся и, следовательно, опасного повышения давления в трубопроводе не произойдет. [30]