Постоянной скоростью
шенйями. Величина Л„ ~ 1/а* ?=» const, приближенно можнб при- , нять С0 ^ const, y"~ YT, откуда следует, что К ~\/~Т. Однако соударения молекул не являются идеально упругими, и длина свободного пробега при постоянной плотности несколько возрастает с повышением температуры в соответствии с уравнением (1.15). Поэтому в ограниченном диапазоне изменения температуры часто принимают
Для оценки влияния температуры на коэффициенту теплопроводности следует учесть, что пЛ ~ I/a2 » const, a v ~ У-7\ Если при этом пренебречь зависимостью С„ от температуры, то уравнение (3.13) приводит к выводу, что А,~УГ. Истинная зависимость Л(Т) несколько сильнее, так как соударения молекул не идеально упругие, и при постоянной плотности (р/Т) длина свободного пробега немного возрастает с повышением температуры (т. е. возрастает эффективный поперечник соударений <у). Для ограниченного диапазона температуры часто принимают
В случае объемного заряда постоянной плотности коэффициент ряда Фурье — Бесселя
При постоянной плотности объемного электрического заряда для полубесконечного цилиндра электрическое поле на сетке будет равно: v
Основные принципы моделирования гидроупругого взаимодействия базируются на анализе физики самих процессов при постоянной плотности сред потока и конструкции. Коэффициент Пуассона для металла конструкции и температура теплоносителя в соответственных точках натуры и модели также постоянны. Влияние тепловых кризисов при теплообмене не учитывается. Жидкость (теплоноситель) предполагается несжимаемой. Исследуются установившиеся динамические процессы. Следовательно, начальные условия в рассмотрение не принимаются.
Явление обращения УВЧ связанно с двумя обстоятельствами. Уменьшение размера зерен ВВ при неизменной плотности зарядов вызывает уменьшение среднего размера межзеренных пор, являющегося параметром распределения пор по размеру, и увеличивает концентрацию пор, а, следовательно, и удельную поверхность потенциально возможного очагового разложения. Размер пор, приводящий к образованию на месте этих пор очагов разложения, убывает по мере увеличения давления на фронте ИУВ pf (pf, в частности, равно р^. Поэтому у заряда ВВ постоянной плотности с уменьшением размера частиц повышение УВЧ происходит до тех пор, пока средний размер пор не уменьшится до критического значения, зависящего от pi, ниже которого поры не образуют очаги разложения. Дальнейшее уменьшение размеров частиц приводит к сокращению концентрации очагов разложения, создаваемых фронтом УВ, и к уменьшению скорости выделения энергии химической реакции, особенно у фронта ИУВ. Подробнее этот вопрос изложен в обзорной работе [8.77] и в [8.3, 8.59] (см. также главу 7).
Для пассивных зарядов малой плотности дальность передачи детонации через воздух должна зависеть от таких характеристик, как газопроницаемость заряда и удельная поверхность вещества. Увеличение этих характеристик при постоянной плотности заряда облегчает переход горения в детонацию. Так как, при изменении
Развитие машинной вычислительной техники позволяет в настоящее время сравнительно просто решать подобные задачи. Численное решение задачи о взрыве сферического заряда ВВ в воздухе приведено в работах [12.12], [12.13]. Задача о сильном взрыве в неограниченной атмосфере постоянной плотности была рептена методом численного интегрирования. Результаты решения в виде графиков и составленных по табличным данным эмпирических формул приведены в работах [12.25], [12.26]. Задача рептена для трех случаев: точечного взрыва, изотермической сферы, плотность газа внутри которой равна плотности газа вне сферы, и и изобарической сферы, температура внутри которой равна температуре газа вне сферы. Начальные давления в изотермических сферах 2000 и 121 атм.
Указанные недостатки отсутствуют в другом методе изучения перехода горения во взрыв, который состоит в поджигании небольшого (1— 10 г) заряда ВВ в манометрической бомбе и регистрации изменения давления во времени. Этот М1втод по существу представляет собой вариант метода Вьеля, развитый и модернизированный применительно к заряду, состоящему, как правило, из одного крупного «зерна». В несколько ином варианте этот метод был использован в работе Горбунова [198]; он заключался в определении относительной плотности порошкообразного ВВ, которая отделяет область его нормального горения при возрастающем давлении от области ускоренного горения, обусловленного проникновением горения в глубь заряда. В манометрической бомбе с датчиком давления, позволяющим регистрировать не только повышение, но и понижение давления ', поджигается заряд исследуемого порошкообразного ВВ с определенным размером частиц в виде равномерно уплотненной шашки определенного диаметра, бронированной со всех сторон, кроме одного торца. При постоянном весе заряда, т. е. при постоянной плотности заряжания, определялась та относительная плотность рк ВВ, ниже которой горение переходило с нормального на ускоренный режим. Этот переход проявлялся в том, что кривая p(f), в начале горения совпадающая с кривой для предельно уплотненного заряда, отклонялась от нее вверх, т. е. в сторону больших Ар/Ат (рис. 194). Это означало, что горение переходило с нормального режима на режим, связанный с его проникновением в глубь заряда. Соответственно увеличению поверхности горения быстрее возрастала и скорость нарастания давления во времени. Чем больше критическая плотность, тем больше устойчивость горения данного ВВ.
вался указанный выше критерий — критическая плотность при постоянной плотности заряжания.
Однако во всех этих опытах по существу сочеталось влияние двух сракторов — высоты заряда и плотности заряжания. Чтобы разделить влияние этих факторов, были поставлены опыты при постоянной плотности заряжания (весе заряда). Из рис. 199 видно, что заряд малой высоты горит, большой — взрывается, хотя этот взрыв наступает тем позже, чем больше высота, очевидно, в связи с тем, что становится больше время проникновения. Еще более наглядно значение высоты заряда иллюстрируется опытом, в котором заряд определенного веса был размещен в двух стаканчиках того же диаметра; взрыва не произошло, хотя время до наступления ускорения, естественно, несколько сократилось.
Как отмечалось в разделе 1.2, реальные взрывы газопаро-пылевоздушных смесей имеют преимущественно дефлаграцион-ный характер. Рассмотрим процесс развития взрыва стехиометри-ческой углеводородовоздушной смеси в ограниченном пространстве. Выбор смеси стехиометрического состава обусловливает развитие равномерно распространяющегося во все стороны сферического пламени. Представим, что после воспламенения в центре облака этой смеси пламя распространяется с постоянной скоростью в соответствии с выражением (1.2).
Взрывы большинства конденсированных ВВ протекают в режиме детонации, при котором взрывная волна распространяется с постоянной скоростью при данных плотности и форме заряда. Значения скоростей детонации находятся в пределах от 1,5 км/с для некоторых промышленных ВВ до 8 км/с для мощных типичных ВВ; при этом давления взрывов достигают 20—38 ГПа.
Механизм возникновения и распространения детонационного режима горения тесно связан с механизмом возникновения и распространения ударных волн в газах, который наглядно иллюстрируется рис. 2.15. Предположим, что поршень, закрывающий один конец длинной трубы, первоначально покоящийся, внезапно начал двигаться с большой постоянной скоростью v. Для большей определенности будем считать, что скорость v больше скорости звука в газе. Тогда газ, заполняющий трубу, тоже придет в движение, но не весь одновременно, а сначала лишь некоторая его часть, примыкающая к поршню (рис. 2.15,а, штриховка). Возмущение на остальную часть газа в трубе распространиться не успеет. Между движущимся и еще покоящимся газом существует резко выраженная граница называемая фронтом ударной волны. На рис. 2.15, а, б и в показаны различные положения поршня и фронта ударной волны в различные моменты времени после начала движения поршня. Очевидно, что, если газ в заштрихованном объеме движется вместе с поршнем со скоростью v, то фронт волны должен перемещаться со скоростью D>v, так как в движение постоянно вовлекаются новые слои ранее покоящегося газа. Причем, ударная волна может существовать только в том случае, если она движется со сверхзвуковой скоростью, и это накладывает известные условия на скорость перемещения поршня, достаточную для образования впереди него ударной волны.
Рассматривая описанный механизм возникновения детонации, важно отметить, что его нельзя понимать как непрерывный переход от дефлаграции в результате постоянного ускорения фронта пламени: детонация возникает скачкообразно перед дефлаграционным пламенем, когда там создаются соответствующие критические условия. В дальнейшем детонационная волна, представляющая собой единый комплекс ударной волны и волны химической реакции, распространяется стационарно с постоянной скоростью по невозмущенному горючему газу, независимо от породившего ее дефлаграционного пламени, кото-
При ползучести принято различать стадии деформации: мгновенную, возникающую сразу же при нагружении образца; неустановившейся ползучести, при которой скорость деформации непрерывно понижается; установившейся ползучести, при которой деформация идет с постоянной скоростью; стадию ускорения ползучести, оканчивающуюся разрушением. Напряжение, при котором разрушение происходит за некоторый заранее установленный интервал времени, часто называют длительной прочностью.
В резервуарах диаметром более 2 м нефть и нефтепродукты выгорают с практически постоянной скоростью, которая не превышает 0,3 м/ч (или 0,8- 10~4 м/с) для бензинов и 0,15 м/ч (или 0,4 -К)-4 м/с) для нефти. Линейная скорость v выгорания жидкости, которая при горении не образует гомотермический поверхностный слой нарастающей толщины, определяется формулой
вектор vt(x, у). (Доказательство этого факта можно найти, например, у Додсона и Постона 15] 1.) Линии тока совпадают с теми траекториями, которые описывают при своем движении частицы сплошной среды, только если течение стационарно, т. е. для каждой точки (х, у) вектор vt(x, у) не зависит от t. Иначе линии тока смещаются со временем, и частица, которая перемещается по касательной к различным линиям тока в различные моменты, вообще говоря не будет следовать ни по одной из них. Заметим, что стационарность не требует, чтобы частицы двигались с постоянной скоростью; они могут ускоряться или замедляться, двигаясь вдоль изогнутых кривых, но вся картина стационарного течения в целом не меняется со временем.
Седловые течения, представленные на рис. 11.6(е) и (f),— вещь более тонкая. Нет способа взять часть течения между двумя линиями тока с постоянной скоростью вдоль каждой из них и попытаться реализовать течение с помощью движущихся стенок соответствующей формы. (Начать с того, что ни на какой линии тока скорость не является постоянной.) Далее, характер влияния вязкости очень сложен, и получение точного решения, учитывающего энергию движущих сил у границы, ее передачу внутрь жидкости и диссипацию в результате вязкости, было бы чрезвычайно сложным делом для течения столь общего вида. На деле же, однако, седловые течения реализуются с высокой точностью и без большого труда.
1 Бесконечное, но убывающее столь стремительно, что следствие 1 из § 9 работы Зимана [157], гласящее, что начальное движение происходит с постоянной скоростью, оказывается разумным приближением.
Теплоотвод и критические условия воспламенения. Самовоспламенение горючей среды возможно только при определенных условиях. Процесс тепловыделения при реакции сопровождается теплоотводом от саморазогревающейся реагирующей среды в окружающее пространство. В случае предварительного нагревания реактора до определенной минимальной температуры самовоспламенения Т{, тепловыделение при реакции становится больше теплоотвода. Газ разогревается, и реакция ускоряется. В результате разница между скоростями тепловыделения и теплоотвода прогрессивно увеличивается, и происходит тепловой взрыв, практически с таким же разогревом, как и при адиабатической реакции, т. е. без тепловых потерь. Если температура, хотя бы немного меньше температуры самовоспламенения, тепловыделение и теплоотвод уравниваются уже'при незначительном разогреве, и устанавливается режим медленной реакции с практически постоянной скоростью.
б ~ после фронта пламени в целом. Составляющая скорости газа w уменьшается по направлению к стенке трубы и даже может становиться отрицательной, однако средняя для всего фронта скорость газа w = w = 0. Фронт пламени перемещается вдоль оси с постоянной скоростью, определяемой уравнением (2.2). Эту скорость можно также выразить, исходя из особенностей движения точки М, для которой направления нормального распространения пламени и конвективного движения газа совпадают. Поэтому значения скорости и„ и максимальной скорости газа w = WM для точки М складываются. Скорость перемещения всех участков фронта щ постоянна, поэтому в силу стационарности режима горения в каждой точке фронта
 Читайте далее:
 Полностью предотвратить
Последние исследования
Полностью соответствует
Положения инструкции
Подготовка специалистов
Последние несколько
Последовательное проведение
Последовательном соединении
Подготовке персонала
Последствий аварийных
Последствий производственных
Получается конденсацией
Последствиях несчастного
Последствия переведен
Последующей эксплуатации
|
