5.2 Особенности распространения ударной волны в упругой среде. Условия возникновения ударных волн

УДАРНАЯ ВОЛНА – это распространяющийся по среде фронт резкого, почти мгновенного, изменения параметров среды: плотности, давления, температуры, скорости. Ударные волны называют также сильными разрывами или скачками. Причины возникновения ударных волн в газах – полеты со сверхзвуковыми скоростями (звуковой удар), истечения с большими скоростями через сопла, мощные взрывы, электрические разряды, интенсивное горение.

Ударные волны могут возникать и из первоначально непрерывных течений. Любая достаточно интенсивная волна сжатия порождает ударную волну из-за того, что в этих волнах задние частицы движутся быстрее впереди бегущих (нелинейное укручение фронта волны). В твердых телах ударные волны возникают при высокоскоростном соударении тел.

Ударные волны обладают рядом особенностей:

1. при образовании ударных волн наблюдается явление дробления элементов окружающей среды;

2. во фронте ударных волн параметры состояния и движения среды (р, V, Р, Т) изменяются скачком;

3. ударные волны не имеют периодического характера, а распространяются в виде скачка уплотнения, затухая по мере удаления от эпицентра взрыва;

4. ударные волны сопровождаются перемещением среды за ее фронтом в направлении распространения фронта возмущения;

5. скорость распространения ударных волн всегда больше скорости звука в невозмущенной среде.

При распространении волны, частицы среды не движутся вместе с волной, а колеблются около своих положений равновесия.

Вместе с волной от частицы к частице, передается лишь состояние колебательного движения и его энергия. Поэтому основным свойством всех волн независимо от их природы является перенос энергии без переноса вещества.

Волны бывают поперечными (колебания происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения), и продольными (сгущение и разряжение частиц среды происходят в направлении распространения).

Если взаимосвязь между частицами среды осуществляется силами упругости, возникающими вследствие деформации среды при передаче колебаний от одних частиц к другим, то волны называются упругими (звуковые, ультразвуковые, сейсмические и др. волны).

Упругие поперечные волны возникают в среде, обладающей сопротивлением сдвигу, вследствие этого:

• в жидкой и газообразной средах возможно возникновение только продольных волн;

• в твердой среде возможно возникновение как продольных, так и поперечных волн.

6.1 Предельные условия воспламенения взрывчатой системы

В подавляющем большинстве случаев взрыв или пожар возникают в результате комбинации трех ключевых составляющих, получивших название «треугольник риска». Для воспламенения взрывоопасного материала необходимо наличие каждой составляющей.

Горючее может присутствовать в виде газа, пара или пыли.

Кислород всегда присутствует в большинстве случаев, так как содержится в воздухе в количестве 21% по объему.

Воспламенитель – искры или горячие поверхности могут быть потенциальными причинами воспламенения.

Если концентрация пыли, газа или пара в воздухе находится между верхним и нижним пределами воспламенения и воспламенитель имеет достаточную энергию или температуру, может произойти пожар или взрыв.

Газовая группа отражает, насколько легко взрывчатая атмосфера может воспламениться от искры или дуги. Температурная классификация учитывает эффект воспламенения от контакта с нагретой поверхностью. Все газы и пары характеризуются своей температурой самовозгорания, до которой их надо нагреть, чтобы они самовоспламенились.