5.9. Многократное ударно-волновое сжатие

Сжатие газа в зазоре между преградой и ударником осуществляется при многократном сжатии отражении ударными волнами.

Позволяет сжимать газ до больших плотностей.

5.10. Параметры на фронте ув

Параметр	Па (атм)
	0	0,1	1	10	100
	1.22	1.31	1.99	4.81	9.39
	0	26	175	795	2700
	341	365	560	1030	3060

Рассмотрим .

.

Сила на площадь 1 м²:.

Динамическая составляющая давления ветра . При, что значительно меньше давления в УВ (~ 10кПа) с той же массовой скоростью.

5.11. Важные замечания по ударным волнам в газах

1. При ударном сжатии происходит скачкообразный переход из начального состояния в конечное состояние.

2. При учете реальной вязкости и теплопроводности фронт ударной волны не является бесконечно тонким, он имеет толщину порядка длины свободного пробега молекул. Параметры газа во фронте УВ изменяются вдоль прямой Рэлея.

5.12. Ударные волны в конденсированных средах

При экспериментальных исследованиях динамической сжимаемости конденсированных сред, чаще всего определяют волновую и массовую скорости в УВ. Из эксперимента следует линейная зависимостьDотu.

;

Коэффициент	Cu	Al	Fe	H2O
a	3958	5250	3800	1500
b	1.497	1.39	1.58	2.1

Используя получим.

;- импеданс или динамическая жесткость среды.

5.12.1. Волны сжатия и разрежения в конденсированных средах

В плотных средах волны с ГПа считаются слабыми, т.е.ималы (<10%)

Слабые УВ сжатия и разрежения описываются одной и той же зависимостью p(u).

5.12.2. Выход УВ на свободную поверхность

Разгрузка (уменьшение давления) осуществляется за счет движения среды в сторону свободной поверхности, там где(или).

В волне разгрузки скорость свободной поверхности возрастает до значения .

5.12.3. Определение начальных параметров при столкновении двух твердых тел

В результате соударения D₁ускорит материал 1,D₂тормозит материал 2.

Условия совместности на границе раздела:

1. Третий закон Ньютона .

2. Кинематическое условия совместности .

Ударная адиабата нагружаемой среды (1) описывается уравнением , а ударная адиабата ударника (2) уравнением.

Начальные параметры определяются координатами точки пересечения ударных адиабат ударника и преграды.

Лекция 9

Часть 6. Детонация

6.1. Общие замечания о детонации

Детонация – один из основных видов самораспространяющихся взрывных превращений.

Детонация – процесс сверхзвукового распространения фронта химической реакции по заряду ВВ, протекающий без всякого взаимодействия с окружающей средой.

Давление .

Скорость .

К развитию теории детонационных волн причастны выдающиеся российские и советские ученые: В.А.Михельсон, Л.Д.Ландау, К.П.Станюкович, Я.Б.Зельдович, а также зарубежные – такие как Джон фон Нейман.

6.2. Гидродинамическая теория детонации (модель знд)

Согласно модели ЗНД (Зельдовича – Неймана - Дёринга) детонационная волна представляет собой комплекс из ударно-волнового скачка, зоны химической реакции (ЗХР) и потока продуктов детонации.

Ширина фронта УВ – порядка десятков нанометров.

Ширина ЗХР .

Для детонационной волны – УВ с энерговыделением – можно записать законы сохранения массы, импулься и энергии с учетом энерговыделения:

1. 

2. ,.

3. , где- внутренняя энергия исходного ВВ,- химическая составляющая энергии (перестройка внешних электронных оболочек атомов, входящих в молекулу ВВ).

Поскольку ЗХР стационарна, то фазовые состояния реагирующего ВВ перемещаются по прямой Рэлея – Михельсона из точки 1 в точку 2.

- процесс детонации стационарный.

Правило отбора скорости детонации Чепмена – Жуге: процесс детонации стационарен в том случае, когда изоэнтропа ПД касается прямой Рэлея-Михельсона.

Вдоль изоэнтропы

Условие касания приводит к равенству - скорость детонации в точности равна скорости распространения возмущений в продуктах детонации – гидродинамическое условие устойчивости детонации.

Предположим, что Dвозросла, т.е.D>D_Ч.-Ж.(прямаяА1'). В точке 2': , т.е. скорость распространения малых возмущений больше скорости распространения детонации.

Волны разгрузки проникают в ЗХР и ослабляют детонационный фронт. В результате чего состояние ПД смещается из 2' в 2, а амплитуда УВ из 1' в 1.

Детонация в точке 2' называется сильной или пересжатой. Она неустойчива и затухает до нормальной детонации.

В модели ЗНД детонация отвечающая точке 2'' называется слабой или недосжатой. Состояние 2'' термодинамически недостижимо, т.к. для его достижения необходимо дополнительное энерговыделение (для прохождения участка 2'-2'').

Для политропных ПД (УРС ), исходя из условия касания и законов сохранения (все соотношения в точке Чемпена-Жуге) можно получить следующие соотношения для параметров детонации:

;;;.

Для высокоплотных конденсированных (военных) ВВ .