Навігація
Головна
 
Головна arrow Природознавство arrow ТЕОРІЯ ГОРІННЯ ТА ВИБУХУ
Переглянути оригінал

ПЕРЕХІД ГОРІННЯ ГАЗОПАРОПОВІТРЯНИХ СУМІШЕЙ У ВИБУХ

При певних умовах процес горіння ГПВС переходить в детонацію і, відповідно, у вибух. Розглянемо механізм переходу горіння в детонацію. Рівномірний поширення полум'я з постійною швидкістю відбувається при запалюванні лише на початковому етапі. Потім горіння йде з безперервно зростаючою швидкістю. Причиною самоускорения процесу є стиснення суміші в предфронтальной зоні горіння.

Завдяки безперервному підвищенню тиску, а отже, щільності і температури реакція в кожному наступному шарі газу йде швидше і закінчується в більш короткий проміжок часу. Підвищення тиску перед фронтом полум'я відбувається внаслідок виникнення в газі хвиль стиснення, які утворюються через розширення продуктів горіння. Полум'я надає руху знаходиться перед ним газ, діючи подібно до поршня. Кожна наступна хвиля стиснення поширюється вже в більш щільному середовищі і наздоганяє попередню. В результаті накладання таких елементарних хвиль поступово утворюється досить крутий фронт ударної хвилі. У міру поширення полум'я інтенсивність ударної хвилі зростає, а разом з нею зростає і швидкість руху газу. Швидкість поширення полум'я відносно нерухомої суміші визначається швидкістю полум'я щодо рухомого газу і швидкістю газу стисненого ударною хвилею. Виникнення хвиль стиснення було доведено експериментально.

Таким чином, механізм переходу горіння в детонацію складається з декількох складових. Спочатку горіння викликає рух газу і утворення ударної хвилі (рис. 4.7).

Розподіл тиску в палаючому газі

Мал. 4.7. Розподіл тиску в палаючому газі

Внаслідок цього поширення полум'я здійснюється в стислому і рухомому газі. У міру прискорення полум'я зростає і амплітуда ударної хвилі, викликаючи подальше його прискорення, і т.д. Детонація виникає в той момент, коли амплітуда (інтенсивність) ударної хвилі досягає критичного значення, при якому забезпечуються займання газу і сталість режиму на фронті хвилі за рахунок енергії хімічної реакції.

У нормальних умовах швидкість полум'я в самих бистрогорящего сумішах не перевищує 10 м / с. Однак при переході горіння в детонацію швидкість полум'я проходить через проміжні значення порядку сотень метрів в секунду. Ця швидкість занадто велика для поширення за рахунок теплопровідності і занадто мала для поширення по детонаційної механізму. Пояснити це можна виходячи з умов протікання процесів в рухомих газах. Розглянемо залежність тиску від швидкості поширення горіння (крива Гюгоньо), представлену на рис. 4.8.

крива Гюгоньо

Мал. 4.8. крива Гюгоньо

Проміжні значення швидкості між детонацією і повільним горінням знаходяться на ділянці ВС. Точка М відповідає процесу стаціонарної детонації; точка Т - процесу стаціонарного повільного горіння, якщо полум'я поширюється по газу, який має параметри P 0 V 0 . Коли тиск на фронті ударної хвилі досягне критичного значення Р кр , при якому швидкість її стане рівною швидкості детонації, відбудеться самозаймання стисненого газу, а стан продуктів реакції буде відповідати стану точки М. Тільки за цих умов і наступної за нею реакцією процес - поширення ударної хвилі стане стаціонарним.

Механізм переходу горіння в детонацію для конденсованих систем ВВ принципово нс відрізняється від механізму для газових сумішей. Однак перехід в детонацію відбувається при істотно відмінних умовах. При горінні конденсованих ВВ практично виключаються виникнення ударної хвилі і рух речовини попереду фронту полум'я, формування ударної хвилі відбувається позаду фронту полум'я в гарячих газоподібних продуктах реакції. Характерною особливістю реакції горіння конденсованих ВВ є різке збільшення обсягу в зоні полум'я при переході речовини в газоподібні продукти. При недостатньо швидкому відведення газів тиск в зоні реакції і швидкість горіння будуть безупинно підвищуватися. Коли швидкість горіння досягає критичного значення, процес переходить в детонацію. Горіння ВВ може бути стійким, якщо газопріход (внаслідок реакції) і газовідвід знаходяться в рівновазі. Якщо швидкість газопріхода буде вище газоотвода, то процес буде прискорюватися. Порушення газового балансу W rM = 1Е Г0 , де W in - швидкість газопріхода, рівна швидкості горіння; W ro - швидкість газоотвода, - найважливіша причина переходу горіння в детонацію.

Згідно Ландау порушення стаціонарного горіння відбувається в тих випадках, коли масова швидкість горіння переходить деяку межу:

де а до - поверхневий натяг рідини; g - прискорення сили тяжіння; р - щільність газоподібних продуктів; 8 Ж - щільність рідини.

Для більшості ВВ значення 1К ДП становить менше 0,25 г / (см 2 -с), крім; нітрогліцерину - 0,5-0,7 г / (см 2 -с); нітрогліколю - 0,096 г / (см 2 -с); ТЕН - 0,12 г / (см 2 -с); гексогену - 0,12 г / (см 2 с); тротилу - 0,04 г / (см 2 с).

В умовах некомпенсованого газоотвода, характерного для ув'язнених в оболонку зарядів, за фронтом полум'я утворюється ударна хвиля зі зростаючою в процесі горіння амплітудою, що викликає детонацію.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

  • 1. Дайте характеристику вибухових речовин.
  • 2. Від чого залежить ланцюгової вибух?
  • 3. Які суттєві особливості теплового вибуху?
  • 4. Опишіть основні положення теорії детонації.
  • 5. Охарактеризуйте впливу діаметра заряду, щільності, потужності початкового імпульсу і інших чинників па швидкість детонації.
  • 6. Опишіть механізм переходу горіння газопароповітряних сумішей в детонацію.
 
Переглянути оригінал
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук