1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 27
Текст из файла (страница 27)
ст.), гв — давление насыщенных $ 191 экспегиментАльное исследование пгодьктов взгызх 141 паров воды при комнатной температуре, Т вЂ” температура охлажденных газов (комнатная температура), а — вес подорванного ВВ, М вЂ” вес ВВ, к которому относится объем о.. Количественный состав газообразных продуктов взрыва определяется обычными методами газового анализа. Для этой цели из бомбы берется проба газа. Анализ основан на последовательном количественном поглощении отдельных газов различными поглотителямн. В качестве поглотителей применяют: для СО, водный раствор едкого калия, для Оэ щелочной раствор пирогаллола [1,2,3 СэНз(ОН)з), для СО аммиачный раствор однохлористой меди (СцэС!з), для НО насыщенный раствор сернокислой закиси железа (Ре80~), для 1ЧНз слабую серную или соляную кислоту, для Нм Нэ и СНз достаточно хороших поглотителей не имеется.
Для определения Нз и СН, обычно поступают следующим образом. После поглощения перечисленных газов оставшаяся часть газов смешивается с измеренным количеством кислорода и сжигается во взрывной пипетке при помощи электрической искры. После этого определяется общее уменьшение объема Ло, происшедшее в результате реакций: 2Н, + Оэ — 2Н,О, (а) (б) СН, +20, СО, +2Н,О.
Количество Нз и СНз вычисляется на основании следующих соображений. Из реакции (а) видно, что при сгорании двух молей Н, объем газа уменьшается на три моля; если в смеси было х объемов Нв то уменьшение объема от сгорания их должно быть 3 ап = — х. 2 Из реакции (б) следует, что при сгорании моля СН4 объем уменьшится на два моля; если в смеси было у объемов СНз, то уменьшение объема от сгорания их будет апэ = 2у. Общее уменьшение объема после сжигания будет ап=ап,+М= ~ л+2у, (19,2) где Ло определяется непосредственным измерением; у равно объему образовавшегося СОь 142 [гл ш галиции взгыэчхтого глзложеиия Таким образом, неизвестным является только х. Количество Х~ определяется либо по разности между объемом взятой для анализа смеси и суммой объемов всех найденных составных частей ее, либо непосредственным измерением остатка после сжигания и поглощения СОэ и Оз.
Точное количество образовавшейся НтО может быть определено только при проведении опыта в бомбе с двумя вентилями— впускным и выпускным. С этой целью газы выпускаются нз бомбы в газометр через предварительно взвешенные трубки, заполненные хлористым кальцием. После этого через впускной вентиль бомбу продувают током тщательно высушенного воздуха.
Количество образовавшейся при взрыве воды определяется по прибыли в весе поглогительных трубок. Если в продуктах взрыва имеется твердый остаток, то он может быть собран и подвергнут анализу обычными методами аналитической химии. В тех случаях, когда в продуктах взрыва нет твердого остатка, количество воды может быть легко определено по разности между весом подорванного ВВ и суммарным весом всех сухих газов. Вычисление по результатам газового анализа числа молей отдельных компонентов производится по формуле из= ию„ (19,3) где С; — объемный процент данного газа, и, — объем всего сухого газа (в литрах), пэ — молярный объем, равный 22,4! л при 0'С. Число молей НзО определяется по формуле зМ У=— 18а ' где г — найденное количество Н,О (в граммах), а — вес подорванного ВВ.
На основании данных анализа легко составить уравнение реакции взрывчатого разложения. Поясним это на следующем примере. При подрыве в бомбе 50 г нитрата целлюлозы, содержащего 13,1э азота, получено 33,76 л сухих газов (р= 760 мм Нп и 1=0'С). В них содержится: СО, — 21 7'/а' СΠ— 48 75о/о' СНэ 0 59э/о' Н, — 13,26э/э и Хз — 15,70э/„. Молекулярный состав нитрата целлюлозы СмНмлОэл(ОХО,)мл, М= 1120,5 г.
6 191 экспееиментлльное исследование пеодектов взеывл 143 Объем газообразных продуктов взрыва моля нитра1а целлю. лозы в,= ' ' =756,5 л. 33,76 ° 1120,5 Число молей 756,5 ° 21,7 СО,= ', „' =733, вес — 7,33. 44 = 322,5 г. Число молей 756,5 ° 43,75 го=-г — 'н» =>>,4>> их вес — 16,46 28=461,0 г. Число молей 756,5 0,50 СН,= 101~ 22'41 —— 0>20> вес — 0,2 ° 16 = 3,2 г.
Число молей 756,5 ° 13,26 Нг — — 10~, 2241 — — 4,48; вес — 4,48 2=9,0 г. Число молей 756,5 ° 15,70 Хг= 10~ 2241 =5,30; вес — 5,3 28=148 г. Суммарный вес газов равен 944,2 г. В продуктах взрыва нитрата целлюлозы твердые вещества отсутствуют, поэтому разность между весом моля нитрата целлюлозы и весом газообразных продуктов должна быть отнесена за счет образовавшейся при взрыве воды, вес которой будет равен 1!20,5 — 944,2 =176,3 г или 9,8 моля. В результате проведенных расчетов уравнение реакции взрывчатого превращения нитрата целлюлозы будет иметь вид СггНгг гОв ь (ОМОг)ньг = = 7 33 СОг + 16 46 СО + 0 2 СН4+ 4 48 Нг + 5 3 Хг+ 9 8НгО, ГЛАВА Ч ЭЛЕМЕНТЫ ГАЗОВОИ ДИНАМИКИ $20. Уравнения газовой динамики Основные уравнения газовой динамики выводятся из законов сохранения массы, количества движения и энергии.
Во всех последующих выводах при рассмотрении движения газа (жндкости) мы предполагаем, что движущаяся среда заполняет пространство, т. е. любой малый ее объем содержит еще весьма большое количество молекул. Говоря о бесконечно малом объеме среды мы допускаем, что он все же достаточно велик по сравнению с длиной свободного пробега молекул в этой среде. Поэтому рассматривая перемещение какой-либо частицы среды, мы должны помнить, что речь в данном случае идет о движении некоторого фиксированного объема, содержащего достаточно много молекул, но весьма малого- по сравнению с объемом, 'занимаемым всей средой.
В дальнейшем, определяя параметры движения среды, мы будем полностью пренебрегать процессами диссипации энергии, которые могут возникнуть в среде вследствие внутреннего трения (вязкости) и теплообмена между отдельными элементами среды под влиянием теплопроводности. О таком движении говорят как о движении идеальной жидкости. Отсутствие теплообмена между отдельными элементами жидкости (а также между жидкостью и внешней средой) означает, что движение происходит адиабатически. Движение среды (газа, жидкости) можно изучать двумя методамн — методом Лагранжа в методом Эйлера.
Первый метод сводится к определению параметров состояния (плотности, давления, температуры или энтропии) и движения (скорости и координаты) каждой фиксированной частицы среды для любого фиксированного момента времени. Второй метод, наоборот, сводится к определению для каждой заданной точки а пространстве зависимости указанных параметров от времени; иначе говоря, все параметры среды рассматриваются как функции координат и времени, т, е. как функции 145 й 201 УРАВНЕНИЯ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ четырех аргументов х, у, а и р, называемых переменными Эйлера. Ниже мы дадим вывод основных уравнений газовой динамики в форме Эйлера, которые являются более удобными для исследования и решения ряда задач, связанных с газодинамикой взрыва.
Рассмотрим сначала закон сохранения массы. Пусть в момент времени ра мы имеем бесконечно малый объем жидкости дтв, который к моменту 1 переходит в объем дт. Поскольку при движении жидкости количество вещества должно остаться неизменным, то рвйтв = р Ьт = с оп З1, (20,1) где рв н р — плотности жидкости для моментов времени рр и р соответственно. Взяв полную производную (20,1) по времени, получим — =0 или — + р =О.
д (рЬв) др и (Ьв) др ,а Ьв И = Величина 1 д (Ьв) Ьв аЫ выражает собой скорость относительного объемного расширения жидкости в области данной точки и равна расхождению (дивергенции) скорости в зтой точке, следовательно, будем иметь — „, +рб(ч е =О. др Из векторного анализа известно, что ди да два б(У тр = — + — + —. дх ду да ' Следовательно, в декартовых координатах получим (20,2) Это выражение есть уравнение неразрывности в переменных Эйлера.
Перейдем теперь к выводу уравнения, характеризующего закон сохранения количества движения. С втой целью выделим в среде некоторый объем, считая, что среда не подвергается действию внешних сил. Пусть р — давление в среде; тогда полная сила, действующая на всю поверхность 1 выделенного объема со стороны среды, его окружающей, равна 10 Фаваав вврывв 146 (гл. ч элементы газовой динамики Преобразуя этот интеграл в интеграл по объему по методу Ост- роградского — Гаусса, будем иметь — ~ р <Ц= — ~уаб рйе. Отсюда видно, что на каждый элемент объема оо действует сила йтаб рое, а на единицу объема среды цгаб р.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
