Определение параметров детонации заряда ВВ

    Дисциплина: Разное
    Тип работы: Лабораторная
    Тема: Определение параметров детонации заряда ВВ

    Министерство образования Российской Федерации
    Самарский Государственный Технический Университет
    Кафедра \"Технология твердых химических веществ\"
    Отчет по лабораторным работам
    «Определение и расчет параметров детонации зарядов ВВ»
    Студентки 5-ИТ-1 Н. Б. Ивановой
    Проверил:
    Профессор А. Л. Кривченко
    Самара 2001 г.
    Цель
    лабораторной работы
    Целью работы является: изучение современных методик исследования быстропротекающих процессов, анализ способов теоретического прогнозирования параметров детонации и определение
    параметров детонации и метательной способности зарядов из БВВ.
    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДЕТОНАЦИИ ЗАРЯДОВ ВВ
    2.1.
    Основные явления, определяющие детонацию
    Взрывчатые вещества (ВВ) — это вещества, способные к экзотермическому превращению, .которое передается от реагирующего слоя .к близлежащему, распространяясь в виде волны по
    всему заряду ВВ. Для того чтобы процесс, именуемый детонацией, оказался принципиально возможным, .необходимо, чтобы реакция экзотермического превращения протекала за чрезвычайно
    короткое время. Такие времена реакции, порядка 1 мкс, возможны лишь при очень высоких давлениях, при которых волны сжатия всегда трансформируются в ударные волны. Таким образом,
    детонацию можно представить себе как совокупное действие ударной волны и химической реакции, при которой ударный импульс инициирует реакцию, а энергия реакции поддерживает амплитуду
    волны, (скорость детонации различных ВВ составляет от 1500 до 10000 м/с), а давление непосредственно за фронтом волны — от 1 до 50 ГПа.
    Процесс превращения исходного ВВ в конечные продукты взрыва можно представить следующим образом. Исходное состояние системы характеризуется начальным давлением Р
    о и начальным удельным объемом
    Под действием ударной волны ВВ сжимается и его исходное состояние (точка с. координатами Р
    о, V
    о) скачком изменяется и соответствует точке
    динамической адиабаты. В сжатом ВВ начинается химическая реакция. Вследствие реакция выделяется тепло. При этом состояние системы будет описываться не адиабатой исходных
    продуктов, а адиабатой продуктов взрыва, которая лежит выше из-за выделения тепла. Графически этот процесс .представлен Р—V диаграммой на
    puc 1.
    Если процесс детонации стационарен, то переход от исходного вещества к адиабате продуктов взрыва совершается по прямой линии, соединяющей точки Р
    и P
    о, V
    Состояние Р
    на диаграмме, отвечающее ударному фронту, распространяется по ВВ \'со скоростью детонации
    При стационарной детонации с такой же скоростью должны распространяться и другие промежуточные состояния, соответствующие выделению той или иной доля полной энергии.
    Следовательно; изменение состояний в процессе химической реакции должно происходить по прямой, соединяющей точки, так как только Р
    и P
    о, V
    на этой прямой все промежуточные состояния распространяются по ВВ со скоростью D. Прямая равных скоростей распространения на Р—V диаграмме, по которой происходит .переход с одной
    адиабаты на другую — эта прямая Михельсона-Релея. Точка касания прямой Михельсона-Релея с адиабатой конечных продуктов взрыва—точка Чепмена-Жуге. Она отвечает моменту окончания
    химической реакции и выделению максимального количества тепла, идущего на поддержание процесса детонации.
    Для полного описания процесса детонации, помимо знания давления за фронтом ударной волны и скорости детонации, необходимо знать распределение скорости потока продуктов детонации
    (ПД) за фронтом волны во времени
    U=U(t)
    и время существования самой волны. Зная параметры D и
    U=U{t},
    можно, основываясь на выводах гидродинамической теории, рассчитать давление за фронтом волны Р, показатель политропы процесса п , определить во многих случаях время химической
    реакции т и ширину зоны химической реакции (ЗХР) — а.
    Современная гидродинамическая теория детонации позволяет математически описать процесс детонации ВВ с
    помощью уравнений сохранения массы, импульса и энергии,
    уравнения состояния продуктов детонации и дополнительного уравнения, так называемого условия касания.
    Уравнение состояния ПД в общем виде выглядит следующим образом:
    где
    функция описывает главным образом тепловое движение;
    g —
    силы, возникающие при межатомном взаимодействии.
    Уравнение Лалдау-Зельдовича вида Р=А
    имеет достаточно простой вид и с некоторыми допущения
    описывает состояние ПД во всем диапазоне давлений расширяющихся ПД, поэтому оно использовало для вывода соотношений, определяющих параметры детонации.
    В общем виде система уравнений может быть записана следующая:
    (D-U)
    V=1/2P(V
    o-V)
    Р=А
    где
    — плотность заряда ВВ и
    ПД
    и V — удельный объем ВВ и ПД;
    скорость детонации;
    массовая скорость ПД;
    теплота взрыва; А — постоянная; п — показатель политропы.
    Заметим плотность в уравнении (4) на удельный объем
    P=A*1/V
    и продифференцируем обе части данного уравнения
    подставив данное выражение в условие касания (5), получим
    Из этого следует, что
    или
    (10)
    Совместным решением уравнений (1) и (2) получим уравнение прямой Михельсона-Рэлея в виде
    (11)
    Подставив в уравнение (4) выражение (8), получим
    (12)
    Заменив Р на его выражение из уравнения (2), получим
    D/U=n+1
    (13)
    Используя уравнения (9) и (13), получим следующие соотношения для параметров детонации:
    (14)
    (15)
    (16)
    (17)
    Анализ данных уравнений показывает, что для определения всех параметров детонации необходимо и достаточно измерить любые два параметра в точке Чепмена-Жуге, где заканчиваются
    все химические
    превращения.
    Теоретический профиль распределения давления или массовой скорости от времени в детонационной волне, приведен на рис. 2.
    Время
    , отвечающее излому профиля давления — время
    ширину
    ЗХР-а.
    (18)
    где
    средняя скорость
    потока в ЗХР.
    На практике для определения параметров детонации оказалось удобно измерять D и профиль массовой скорости
    U=U(t).
    Для измерения массовой скорости чаще всего пользуются откольным и электромагнитным методами.
    2.1.1 Откольный метод определения массовой скорости ПД
    Идея откольного метода заключается в измерении . скорости движения свободной поверхности пластины, плотно прижатой к торцу заряда ВВ.
    Падающая детонационная волна распространяется по пластине с затухающими параметрами, при этом скорость движения свободной поверхности пластины связана с
    массовой скоростью волны, выходящей на эту поверхность следующим соотношением:
    n=2U
    (19)
    где
    скорость свободной поверхности пластины;
    n —
    массовая скорость ударной волны в пластине.
    Затухание параметров ударной волны зависит от толщины пластины и профиля давления падающей детонационной волны, поэтому характер изменения скорости свободной поверхности от
    толщины отражает профиль самой волны.
    На рис. 3 приведена зависимость скорости движения свободной поверхности пластины от ее толщины. Область А\'С\' соответствует влиянию на скорость свободной поверхности ЗХР в
    детонационной волне. В точке С\' химпик полностью затухает. Поэтому эта точка определяет параметры в плоскости Чепмена-Жуге падающей
    детонационной волны.
    Условие равенства давлений и массовых скоростей н...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены