Cтраница 2
В работах [27, 28] показано, что в ударной трубе диаметром 24 мм воспламенение ацетилена происходит при начальном давлении 1 ат и давлении в камере трубы ( толкающий газ водород) 105 ат. [16]
По-видимому, в условиях столь малого диаметра трубы происходило быстрое затухание ударной волны, и данные этих опытов нельзя использовать для оценки возможности воспламенения ацетилена в трубах такого же диаметра и при таких же перепадах давления, но имеющих другую длину или другое соотношение между длиной камеры с толкающим газом и каналом с ацетиленом. [17]
На рис. 212 область 1 соответствует состоянию исследуемого невозмущенного газа в секции низкого давления до прихода ударной водны; область 2 - области исследуемого газа между фронтом ударной волны и контактной поверхностью, нагре-ч той ударной волной; область 8 - толкающему рабочему газу между контактной поверхностью и областью волн разрежения; область 4 - начальному состоянию толкающего газа в секции высокого давления до прихода волны разрежения; R - область волны разрежения; L - длина горячей пробки. [18]
Поэтому водород является лучшим толкающим газом, хотя иногда применяется и гелий, ценным качеством которого является его невоспламеняемость. На практике не очень удобно работать с перепадами давления на мембране более чем 10 000 к 1, так как при этом увеличивается толщина пограничного слоя и явление затухания проявляется в большей степени. [19]
Один из способов нагрева толкающего газа состоит в использовании смеси водорода с кислородом и гелием, который добавляют для уменьшения молекулярного веса толкающего газа. [20]
К этой группе можно отнести электрозарядные ударные трубы, в которых достигаются скорости ударных волн от 10 до 100 км / с. Для нагрева н сжатия толкающего газа в схемах многодиафрагменных ударных труб используются также ударные волны. [21]
Обе секции наполняются газами до различных давлений. Обычно секция высокого давления 4 наполняется сжатым толкающим газом при давлении около нескольких атмосфер, а секция низкого давления - при пониженном давлении. В результате внезапного разрыва диафрагмы D толкающий газ из секции высокого давления расширяется в секцию низкого давления и сжимает исследуемый газ. Формируется волна сжатия, которая, быстро увеличивая свою крутизну, образует фронт ударной волны. Таким образом, по исследуемому газу распространяется плоская ударная волна. Фронт этой волны в толкающем газе распространяется со скоростью звука. При этом давление падает плавно, а не скачкообразно, как во фронте ударной волны. Поверхность, разделяющая исследуемый и толкающий газы, называется контактной поверхностью к. Область соприкосновений исследуемого и толкающего газов быстро движется вдоль ударной трубы за ударной волной. Схематическое изображение явлений, происходящих в ударной трубе после удаления диафрагмы ( распространение фронта ударной волны, контактной поверхности и волны разрежения), показано на рис. 212, г в виде диаграммы х - t, соответствующей разве. [22]
Недавно кинетика пиролиза индивидуальных углеводородов СН4, С2Н6 и - С2Н2 была вновь исследована [25] в одноимпульсной ударной трубе. Реагирующий газ в смеси с аргоном находился под давлением 4 от, толкающим газом служил гелий. [23]
Один из способов нагрева толкающего газа состоит в использовании смеси водорода с кислородом и гелием, который добавляют для уменьшения молекулярного веса толкающего газа. [24]
Ударная труба, по существу, является устройством, в котором в результате внезапного разрыва мембраны, разделяющей газы под высоким и низким давлениями, образуется плоская ударная волна. Камера низкого давления трубы ( / - 4 - 6 м) наполняется исследуемым газом, а камера высокого давления ( / 1 - 2м) - толкающим газом, обычно водородом или гелием. При разрыве мембраны волна сжатия, распространяющаяся в камере с исследуемым газом, быстро превращается в ударную волну. Область непосредственного раздела между толкающим и исследуемым газами называется поверхностью контактного разрыва или контактной поверхностью. Ударная волна в исследуемом газе характеризуется резким перепадом давления во фронте и высокой температурой. В идеальных условиях температура газа возрастает ВО фронте скачком ОТ начальной комнатной температуры до достаточно большой величины ( 1000 - 15000 К) и остается неизменной вплоть до контактной поверхности. [25]
Ударная труба, по существу, является устройством, в котором в результате внезапного разрыва мембраны, разделяющей газы под высоким и низким давлениями, образуется плоская ударная волна. Камера низкого давления трубы ( / - 4 - 6) наполняется исследуемым газом, а камера высокого давления ( / - 1 - 2 м) - толкающим газом, обычно водородом или гелием. При разрыве мембраны волна сжатия, распространяющаяся в камере с исследуемым газом, быстро превращается в ударную волну. Область непосредственного раздела между толкающим и исследуемым газами называется поверхностью контактного разрыва или контактной поверхностью. Ударная волна в исследуемом газе характеризуется резким перепадом давления во фронте и высокой температурой. В идеальных условиях температура газа возрастает во фронте скачком от начальной комнатной температуры до достаточно большого значения ( 1000 - 15 000 К) и остается неизменной вплоть до контактной поверхности. Зона нагретого газа имеет протяженность в несколько десятков сантиметров и существует в течение нескольких сотен микросекунд. [26]
После того как в камере высокого давления 1 сжатие газа достигнет определенной величины, диафрагма 2 разрушается и легкий поршень 3, перемещаясь в цилиндрической камере 4, сжимает находящийся в ней газ. При использовании в качестве толкающего газа водорода или гелия можно значительно увеличить скорость поршня и получить более высокие температуры истекающего через сопло газа. При этом достигаются более высокие давления, но меньшие температуры, что позволяет получить значительно большие числа Маха, чем при использовании легкого поршня. [27]
Обе секции наполняются газами до различных давлений. Обычно секция высокого давления 4 наполняется сжатым толкающим газом при давлении около нескольких атмосфер, а секция низкого давления - при пониженном давлении. В результате внезапного разрыва диафрагмы D толкающий газ из секции высокого давления расширяется в секцию низкого давления и сжимает исследуемый газ. Формируется волна сжатия, которая, быстро увеличивая свою крутизну, образует фронт ударной волны. Таким образом, по исследуемому газу распространяется плоская ударная волна. Фронт этой волны в толкающем газе распространяется со скоростью звука. При этом давление падает плавно, а не скачкообразно, как во фронте ударной волны. Поверхность, разделяющая исследуемый и толкающий газы, называется контактной поверхностью к. Область соприкосновений исследуемого и толкающего газов быстро движется вдоль ударной трубы за ударной волной. Схематическое изображение явлений, происходящих в ударной трубе после удаления диафрагмы ( распространение фронта ударной волны, контактной поверхности и волны разрежения), показано на рис. 212, г в виде диаграммы х - t, соответствующей разве. [28]
Эффективность ударной трубы с точки зрения создания высоких температур связана со скоростью перемещения начальной ударной волны по рабочему газу, которая зависит от перепада начальных давлений в обоих отсеках трубы, скоростей звука в толкающем и рабочем газах в начальный момент и удельных теплоемкостей обоих газов. В мощных ударных трубах в качестве толкающего газа применяются водород и гелий. [29]
Толкающий газ разгоняет поршень 2, сжимающий смесь реагентов. В точке, соответствующей максимальному для данного опыта значению е, поршень останавливается и отбрасывается сжатой в цилиндре газовой смесью. В этот момент открывается клапан б и толкающий газ выходит в атмосферу; этим обеспечивается однократность цикла сжатие - расширение газовой смеси. [30]