1612727554-7422b28b59adffe5b22446310d759047 (828458), страница 77
Текст из файла (страница 77)
На рис. 138 линии, изображающие расход газа в функции давления, обозначены через их! кривые газоприхода через иь а) г/ г/ и, и,г Р, ра р р 64 Ь Рис. 133. Зависимость газоприхода и газорасхода от давления при различных законах горения. При р= рз, т. е. когда давление у фронта пламени равно внешнему давлению, газорасход равен нулю. При увеличении р. расход газа возрастает, причем вначале этот рост идет по кривой, в затем, начиная с давления, приблизительно в два раза превышающего внешнее давление, расход возрастает пропорционально давлению, т. е. и,=Кро где коэффициет пропорциональности ! 2 1Х:~ .Г Е I 2ТаМ / 2 273М (1+1! Т В+1 Т 22410роТз с Т 1013.10а.22410 Тх' и,— скорость газоотвода, г/сиз сек; й — показатель политропы; о — сечение отверстия для выхода газов, сиз! и — молекулярный вес газов; Т, — температура газов.
Для двухатомных газов 1 Ф=~ + )" '~/ „+ — — 0,485. 426 не«вход говения в Лвтонлцию ф 551 Внд кривой газоприхода определяется характером зависимости скорости горения от давления. Приняв, что и, = А+Вр', рассмотрим три случая: «(1, ч=1 и «) 1. Стационарное горение возможно и устойчиво, если кривые газоприхода и газоотвода пересекаются и в точке пересечения тангенс угла наклона касательной к кривой газоприхода меньше тангенса угла наклона прямой газоотвода. Рассмотрим сначала график а (рис. 138), где эти условия выполняются (ч <" 1).
Пусть горение началось при давлении ры при этом давлении газоотвод равен нулю. Давление на фронте пламени будет расти до тех пор, пока не будет достигнуто давление рь при котором газоогвод становится рав. ным газоприходу. Из графика видно, что при ч<" 1 пересечение линий газоприхода и газоотвода всегда допускает режим устойчивого горения. При ч ) 1 (график в) для кривой 7! устойчивое горение вообще невозможно; для кривой 7, как легко показать, горение будет устойчивым для давлений меньше р« и неустойчивым при больших давлениях.
Если ч = 1 (график б), то возможны два случая; если коэффициент В меньше К вЂ” тангенса угла наклона прямой газоотвода, то возможно устойчивое горение (прямая !). Если В больше К (прямая !!), то при любом значении р газоприход больше газоотвода, давление на фронте будет непрерывно повышаться и процесс закончится детонацией. Таким образом, при законе горения и,= А+Вр ди критическим является не скорость, а значение В = †, т.
е. вр ' производная скорости по давлению. Таким образом, при обычной линейной зависимости скорости горения от давления условие устойчивости горения эквивалентно требованию, чтобы l ги1 ускорение горения ~ †) не превосходило значение К. Приняв ЬМ А4 = 28 (СО; И«) Т = 2730 К, ф = 0,485 н о = 1, получим К=75 иг7слч Исследования Андреева показали. что ускорение горения всех изученных им бризантных ВВ даже при температурах, близких к температурам вспышки, значительно меньше указанной величины и горение их должно было быть устойчивым. Однако в действительности это возможно лишь в том случае, если отсутствуют другие дополнительные возможности для ускорения процесса, в особенности если ВВ при повышенных 426 [гл х говение взгывчлтых веществ давлениях сохраняет способность к горению параллельными слоями, что, например, является характерным для нитроцеллюлозных порохов.
Для пироксилина в обычном его виде нли другого пори. стого вещества горение может при известных условиях проникать через поры внутрь вещества; поверхность горения сильно возрастает и газоприход окажется выше того предела, прн котором горение является устойчивым. Ландау показал, что в случае горения жидких ВВ нарушение устойчивости горения обусловливается возмущением фронта пламени вследствие турбулизации жидкости. Плоский фронт сохраняется устойчивым лишь в том случае, если массовая око.
рость горения не превосходит некоторого предела, определяемого выражением (55,8) и„,= [4а„дрейк)'> где а, — поверхностное натяжение жидкости при температуре кипения, р — плотность газообразных продуктов горения, о„— плотность жидкости, и — ускорение силы тяжести. Поскольку большинство органических ВВ при температуре самовоспламенения являются жидкими, то к ним вполне можно применить критерий Ландау.
Андреев отмечает, что для разных ВВ величины, входящие в правую часть выражения (55,8), меняются очень мало, вследствие чего и является при данном давлении приближенно постоянной величиной, равной при атмосферном давлении 0,25 г/слг' сек. В табл. 92 приведены приближенные данные о скорости горения некоторых ВВ при температуре вспышки. Они получены Андреевым путем экстраполяции на основании результатов определений при более низких температурах, Таблица 92 Скорости гореиия ВВ иря температурах вспышки а бб) пвгвход говения в детонацию с Рис.
140. Переход горения гремучей ртути в детонацию (схема). Рнс. 139. Переход горения гремучей ртути в детонацию. А †точ восохаменення, СД вЂ” детонация. нием фронта пламени и существенным увеличением поверхности горения вследствие проникновения горения в глубь вещества (для пористых ВВ) илн возмущения фронта пламени (для жидких ВВ). Высокие давления способствуют развитию этих явлений. Из таблицы видно, что, за исключением первых двух ВВ, скорость горения даже при температурах вспышки заметно меньше предельного значения. Эти данные согласуются с характером вспышки соответствующих ВВ и с тем фактом, что нарушение устойчивости нх горения при обычных начальных температурах наблюдается при давлениях значительно более высоких, чем атмосферное.
Из изложенного можно сделать следующие выводы. 1. Основной причиной перехода горения в детонацию является нарушение газового баланса, что происходит, если скорость или ускорение горения превосходит некоторую критическую величину. 2. Для большинства взрывчатых веществ, способных к горе- ов1 нию, эти параметры (и и — 1 зна- лр/ чительно меньше их критических значений.
3. Нарушение устойчивости горения ВВ в реальных условиях чаще всего связано с искаже- 428 1гл. х гогение взгывчлтых веществ 4. Рост давления на фронте пламени в условиях некомпенсирующего газоотвода является причиной образования в зоне реакции за фронтом пламени ударной волны с возрастающей в ходе горения амплитудой. Последующий переход к детонационной форме взрыва осуществляется подобно тому, как это имеет место в газовых смесях, однако при значительно более высоких критических значениях давления на фронте ударной волны. 5.
Заключение зарядов ВВ в оболочку способствует разви. тию и ускорению этих процессов. На рис. 139 приведена фотография перехода горения в детонацию для гремучей ртути. Нормальная детонация начинается в точке С, где фронт пламени совмещается с фронтом ударной волны. На рис. 140 дана графическая интерпретация этой фотографии в координатах О, 1. Из рис.
140 видно, что возникновение детонационной формы взрыва связано с резким (скачкообразным) повышением скорости распространения процесса. ГЛАВА Х! БРИЗАНТНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 5 56. Способы теоретической оценки бризантности Бризантность — это способность взрывчатых веществ к ме' стному разрушительному действию, которое является результатом резкого удара продуктов детонации по окружающим ВВ предметам. Бризантное действие взрывчатых веществ проявляется лишь на близких расстояниях от места взрыва, где давление н плотность энергии продуктов взрыва еще достаточно велики. С удалением от места взрыва механические эффекты резко снижаются вследствие крутого падения давления, скорости и других параметров продуктов взрыва.
Действительно из теории следует, что в случае сферической симметрии давление в продуктах взрыва уменьшается обратно пропорционально йм, где й — расстояние от источника взрыва. Это следует из того, что сильно сжатые продукты детонации расширяются по закону рва = сопМ, гдв Й=З, а в — Р'. Максимальный бризантный эффект проявляется при непосредственном контакте заряда ВВ с преградой, расположенной перпендикулярно. направлению распространения детонационной волны.
Проявлением бризантного эффекта ВВ, например, объясняется осколочное действие боеприпасов, бронепробивное действие продуктов детонации и другие виды местных разрушений. Бризантность, наряду с работоспособностью, является одной из важнейших характеристик ВВ, на основании которой производится сравнительная оценка и выбор их для тех или иных целей (боеприпасы, подрывные средства и т.
д.). Бризантные свойства ВВ не определяются полностью и однозначно теми параметрами, от которых зависит их работоспособность. Работоспособность зависит главным образом от потенциальной энергии ВВ 9„удельного объема оэ и теплоемкости с газообразных продуктов взрыва. С увеличением Я, и оа работоспособность и фугасное действие ВВ возрастает. Для 430 ВРНЗАИТНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ ВВШВСТВ (гл. х1 бризантности определяющими факторами является скорость детонации 0 и детонационное давление р,. Тротил и аммотол 80/20 имеет примерно равную работоспособность. Бризантность тротила заметно превосходит бризантность аммотола, что объясняется большей скоростью его детонации. Изменение плотности заряда слабо сказывается на величинах ВВ и Я„ а следовательно, и на работоспособности взрывчатого вещества, но зато оказывает существенное влияние на его бризантность.
Это объясняется тем, что р, н 0 в сильной степени зависят от начальной плотности ВВ. Попытки теоретической оценки бризантности производились многими исследователями (Бихель, Беккер, Каст и др.), которые, однако, при этом исходили из недостаточно правильных физических предпосылок. Вследствие этого предлагаемые ими формулы для количественной характеристики бризантности не могут быть практически использованы. Бикель, считая определяющим скорость процесса, предло- 1 жил оценивать бризантность величиной — и В„которую он при- 2 нимал за кинетическую энергию продуктов детонации., Начальную скорость последних он принимал при этом равной скорости детонации Р взрывчатого вещества.
Теорией и результатами эксперимента, однако, установлено, что в действительности начальная максимальная скорость разлета продуктов взрыва для большинства бризантных ВВ значительно выше, чем скорость их детонации. Кроме того, следует иметь в виду, что различные частицы газа не обладают одинаковой скоростью. При дето. нации происходит существенное перераспределение скоростей газообразных продуктов взрыва по массе. Большой скоростью обладает лишь относительно небольшая часть массы газа; ббльшая часть массы газа имеет сравнительно небольшие скорости (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
