На основе зависимостей давления, импульса и времени действия ударной волны от энергии сферического взрыва в воздухе и от расстояния до центра взрыва выполнены расчеты параметров падающих и отраженных от жесткой преграды ударных волн при взрыве сосредоточенной массы органической пыли. Определены расстояния от центра взрыва, в пределах которых температура в падающей или отраженной ударной волне превышает температуру воспламенения частиц, взвешенных в воздухе, и возможно возникновение вторичных очагов пожара, инициированных волной при прохождении через запыленное пространство.
Электротермографическим методом исследованы закономерности тепловыделения и формирования микроструктуры дисилицида вольфрама в широком диапазоне изменения параметров температурного режима нагрева образцов, в том числе в условиях, моделирующих распространение волны горения в смесях порошков вольфрама и кремния. Основное внимание уделено стадии тепловыделения, обусловленного кристаллизацией дисилицидной фазы из пересыщенного расплава WSi2–Si. На этой стадии процесса наблюдается самоускоряющийся характер тепловыделения даже в условиях понижения температуры образца. Рост кристаллов дисилицида вольфрама происходит лишь на стадии тепловыделения. При выдержке системы в условиях максимальной температуры термограммы дальнейший рост кристаллов не наблюдается в течение времени, в 10 – 20 раз превышающего длительность тепловыделения.
Приведен анализ измерений характеристик потока в следе за телом из сплава алюминия с магнием, летящим в воздухе с гиперзвуковой скоростью. Показано, что в результате догорания паров магния в следе сначала происходит образование MgO в газовой фазе, а затем его конденсация в микрокапли, с которых идет термоэлектронная эмиссия. Это приводит к образованию положительного заряда на каплях и заметному увеличению электронной концентрации в следе. Приведены расчеты, показывающие изменение концентрации магния и заметное повышение температуры в следе за счет его догорания.
Представлены основные газодинамические характеристики процессов детонации, мгновенного сгорания (взрыва) в постоянном объеме, горения при постоянном давлении и дефлаграционного горения для гидразина, метилгидразина, 1,1- и 1,2-диметилгидразина, триметилгидразина в смесях с кислородом и воздухом при разбавлении их аргоном и варьировании начальных значений давления и температуры. Проанализированы основные параметры процессов как для случая газообразного топлива, так и для случая гетерогенной смеси, когда топливо представляет собой мелкодисперсное распыленное облако в среде окислителя. Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы "БЕЗОПАСНОСТЬ". Результаты расчетов согласуются с достоверными экспериментальными данными.
С использованием модели многоскоростной гетерогенной среды выполнены одномерные и двумерные расчеты перехода горения во взрыв для зарядов пористого взрывчатого вещества, заключенных в оболочку. Результаты расчетов сопоставлены с экспериментальными данными. В зависимости от диаметра заряда взрывчатого вещества в двумерных расчетах, так же как и в экспериментах, зарегистрированы различные режимы взрыва: детонация и низкоскоростное взрывчатое превращение.
Экспериментально исследован процесс отражения детонационных волн от твердой границы в моно- и полидисперсных пузырьковых средах. Прослежена эволюция отраженной волны, образующейся при взаимодействии волны детонации с торцом ударной трубы. Изучена структура и измерены давления детонационной и отраженной волн при различных параметрах пузырьковых сред. Определены постоянные затухания отраженных волн. Измерены скорости распространения детонационной и отраженной волн. Исследовано влияние размера пузырьков газа на характеристики детонационной и отраженной волн. Проведен качественный анализ механизмов диссипации энергии детонационных и отраженных волн в пузырьковых средах.
Представлены результаты исследования воздействия ударно-волнового нагружения на образцы взрывчатого состава ОТК-90. Определены предельные уровни нагружения, приводящие к начальной стадии взрывчатого превращения при нагружении образцов ударом стальных пластин различной толщины. На основании этих результатов исследована предельная стойкость образцов состава при их нагружении скользящей детонацией пластического взрывчатого вещества ТП-83 через слой пенополиуретана, а также скользящей и нормальной детонацией низкоплотного взрывчатого вещества НИЛ-1. Границы перехода от чисто механического разрушения взрывчатого состава ОТК-90 к механохимической реакции достаточно хорошо согласуются для различных используемых методов ударно-волнового нагружения.
Экспериментально исследована эффективность использования воздушно-водяной капельной завесы для защиты от силового и шумового действия воздушной ударной волны открытого взрыва. Показано, что завеса, создаваемая выбросом распыленной воды при подводном упреждающем взрыве детонирующего шнура, является надежным средством снижения давления на фронте ударной волны. Изучена зависимость "эффективного коэффициента снижения массы заряда" от положения завесы относительно места взрыва, ее протяженности, времени развития и других условий. Обнаружено наличие зон, в которых наблюдаются локальные спад или подъем давления в ударной волне, объясняемые наложением на нее вторичных волн сжатия и разрежения. Рассмотрены возможные физические механизмы, благодаря которым обеспечивается защитный эффект.
А. Г. Кутушев, С. П. Родионов
Тюменская государственная архитектурно-строительная академия, 625001 Тюмень Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики СО РАН, 625000 Тюмень
Страницы: 131-140
Приведены результаты аналитического и численного исследования взаимодействия линейных и слабонелинейных воздушных ударных волн с бесконечным насыпным слоем порошкообразной среды и слоем конечной толщины. Получены приближенные аналитические выражения для распределений давлений фаз в порошкообразной среде. Установлено, что для линейных волн давление газа на границе "газ – порошок" непрерывно, а для нелинейных волн – испытывает скачок. Выполнено сопоставление зависимостей давлений фаз на экранируемой твердой стенке, полученных на основе решения общей нелинейной системы уравнений движения порошкообразной среды и на основе приближенного аналитического решения линейных уравнений.
Показана возможность использования упругих свойств массива при перемещении масс сыпучего материала направленным взрывом, ведущая к экономии энергии. Положительный эффект основан на учете развития волновых процессов в массиве, а также рациональном выборе времени задержки до начала срабатывания последующих зарядов.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
