А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Сферична ударна хвиля

Для сферичної ударної хвилі (N 2), розгляд якої становить найбільший інтерес, були обчислені значення а для 7 7/5 і 7 3 при цьому ai виявилося рівним 0717 і 0638 відповідно.

Закон руху фронту сферичної ударної хвилі буде відрізнятися від закону руху фронту плоскої ударної хвилі тим, що швидкість фронту буде швидше спадати з відстанню; тому для рівних проміжків часу довжина сферичної ударної хвилі буде менше довжини плоскою ударної хвилі.

Конструкція безконтактного ударного збудника вільних коливань. Рупор розширює фронт сферичної ударної хвилі, перетворюючи її в майже плоску. Ця хвиля ударно збуджує вільні коливання одночасно на значній площі ОК, розташованого на відстані до 3 м від широкого кінця рупора.

Розглядаючи умови в сферичної ударної хвилі з реакцією, Жуге прийшов до висновку, що тут, на відміну від плоскої детонаційної хвилі, неминуче безперервне ослаблення ударної хвилі і, отже, неможливий стаціонарний режим поширення[93, стр. Основным же отличием сферической детонационной волны от плоской является образование за фронтом волны бесконечно больших значений производных - др /дх, др /дх, ди /дх, в результате чего уже на малых расстояниях за фронтом можно ожидать конечных изменений этих величин. Это означает, что непосредственно за фронтом сферической детонации следует волна разрежения с резким спадом плотности, давления и скорости массового потока.
В принципе теоретическое описание цилиндрических и сферических ударных волн одинаково. При этом были рассмотрены различные аспекты процесса. В простейшем случае в качестве модели была выбрана ударная волна, близкая к стационарной, с постоянной шириной зоны реакции, возникающая благодаря тому, что энергия, освобождаемая на большой площади зоны реакции, подводится к непрерывно уменьшающейся поверхности фронта волны.
Зависимость предельного.| Схема отражения сферической УВ от сферы. При рассмотрении регулярной стадии отражения сферической ударной волны, образовавшейся при взрыве сферического заряда КВВ от сферы ( рис. 2.8)[163], Врахування фізико-хімічних перетворень проводився шляхом введення ефективного показника ізентропи, Отримано аналітичні вирази для швидкості відображеної У В, щільності і тиску уздовж поверхні тіла.

Розподіл тиску в rjae, через який поширюється ударна хвиля. Пунктиром представлено початкове положення поршня. кількість речовини, захоплює фронтом сферичної ударної хвилі, зростає при її русі від точки вибуху. Тому сила сферичної хвилі зменшується з відстанню набагато швидше, ніж, наприклад, сила утвореної поршнем в трубі плоскої хвилі.

Схематичне зображення удар. На рис. 2.3 представлено графічне зображення сферичних ударних хвиль від наземного вибуху (Si) і надземного на висоті А над рівнем землі (Sn); сфера 5Ш є відбиту хвилю при надземному вибуху, площа цієї сфери пропорційна посиленню - ударної хвилі у верхній частині сфери Sn - При ідеальному відображенні ударних хвиль від землі при наземному вибуху вся енергія нижньої півсфери переходить в верхню півсферу, подвоюючи її щільність. Для конкретних умов падаюча хвиля (площа сфери Sn) посилюється на величину площі відображеної сфери 5Ш, Співвідношення площ малої сфери 8щ і великий верхній Sn nSm /Sn (2.1) являє собою відношення сили падаючої ударної хвилі на тверду відображає по-йерхность (часто землю) до сили ударної хвилі верхньої сфери.

На рис. 2.3 представлено графічне зображення сферичних ударних хвиль від наземного вибуху (5 :) і надземного на висоті h над рівнем землі (Su); сфера SIU є відбиту хвилю при надземному взризе, площа цієї сфери пропорційна посиленню ударної хвилі у верхній частині сфери Sn. При ідеальному відображенні ударних хвиль від землі при наземному вибуху вся енергія нижньої півсфери переходить в верхню півсферу, подвоюючи її щільність. Співвідношення площ малої сфери 5Ш і великий верхній Sn n Sm /Sn (2 1) представляє собою відношення сили падаючої ударної хвилі на тверду поверхню, що відбиває (часто землю) до сили ударної хвилі верхньої сфери.

Якщо прийняти гіпотезу, що всередині фронту сферичної ударної хвилі відбувається одноосьова деформація, то ударні адіабати завжди (навіть при неголономність рівнянні стану) будуть незалежні від перебігу за фронтом, а рішення задачі про структуру фронту хвилі дозволяє отримати додаткові граничні умови.

Насправді доводиться мати справу зі сферичними ударними хвилями, процес поширення яких істотно нестационарен і навіть в найпростіших випадках вимагає для свого вивчення застосування складного математичного аналізу.

Ось ще кілька співвідношень, якими описується рух сильної сферичної ударної хвилі в однорідному середовищі.

Відповідно до прийнятої в Нині гіпотезою енергія сферичної ударної хвилі, що утворюється при руйнуванні бульбашки і є основною причиною кавитационной ерозії, тим більше, чим вище навколишній бульбашка тиск. З цього випливає, що навігаційна ерозія буде найбільш сильною при цілком певному для даних умов тиску в потоці, при якому поєднання числа бульбашок і енергії ударної хвилі, що утворюється при їх руйнуванні, буде найбільш небезпечним для даного матеріалу.

аналогічні загальні закони асимптотичної поведінки справедливі і при загасання циліндричних або сферичних ударних хвиль.

Розподіл швидкостей в поле обуреного руху газу. Близько центру утворюється порожня сфера зі зростаючим радіусом r (q r Якщо q то збурений рух газу після вибуху займає всю внутрішність сферичної ударної хвилі. Детально розглянуто випадок сферически симетричного руху, для якого вивчено поширення слабких сферичних ударних хвиль і асимптотический закон загасання їх інтенсивності на великих відстанях від місця утворення. Наведено результати чисельних розрахунків.

Про рішення однієї крайової задачі для несталого просторової течії газу і поширенні слабких сферичних ударних хвиль //Числ.

Про рішення однієї крайової задачі для несталого просторової течії газу і поширення слабких сферичних ударних хвиль //Числ.

В даному додатку розглянуто тільки один з декількох існуючих методів розрахунку фізичних параметрів за сферичної ударної хвилею. Використання цього методу передбачає знання рівняння стану і величини у, а також коефіцієнта теплопровідності або непрозорості, які розглядалися в різних розділах книги.

Величина реєстрованого імпульсу, крім того, залежить від місця розташування датчика, так як при поширенні сферичної ударної хвилі в згорілому газі тиск в ній знижується в міру збільшення радіусу хвилі. Максимальний імпульс реєструється при приміщенні датчика безпосередньо в зоні детонаційного займання.

При детонації в воді зосередженого заряду вибухової речовини продукти вибуху, розширюючись, утворюють газовий міхур і сферичну ударну хвилю. Тиск в ударній хвилі при її поширенні швидко падає, а швидкість зменшується до швидкості звуку. Газовий міхур пульсує (рис. 11.9), випромінюючи хвилі стиснення і спливаючи на поверхню.
  Зменшення тиску при цьому означає, що число ка-вітаціонних бульбашок в процесі розвитку кавітації збільшується, проте енергія сферичної ударної хвилі, що утворюється при їх руйнуванні, зменшується. Збільшення швидкості потоку також означає збільшення - числа кавітаційних бульбашок, але зменшення енергії, що виділяється при їх руйнуванні, тому що чим більше швидкість потоку, тим менше час перебування бульбашки в межах кавитационной зони, а отже, і його розмір в момент руйнування.

При внутрішньому вибуху ВЗ на навколишній грунт діє високий тиск (до 20000 МПа), при якому утворюється сферична ударна хвиля. Під дією цієї хвилі відбувається стиснення породи і, отже, радіальні переміщення частинок грунту. Відповідно до законів механіки суцільного середовища, радіальне стиснення викликає поява розтягування в тангенціальному напрямку, в результаті чого в стінці порожнини з'являються радіальні тріщини. Розрядження, наступне за ударною хвилею, може викликати появу тангенціальних тріщин. Зазвичай глибина тріщин становить 15 - 20 см і не впливає на працездатність сховища, так як за тріщинами йде шар ущільненого грунту. Однак після двох-трьох років експлуатації поступове накопичення деформацій від дії гірського тиску призводить до утворення вивалам грунту. При цьому тріщини служать як би ініціаторами початку вивалам. Для закріплення внутрішньої поверхні порожнини сховища розроблена технологія наприскування на неї бетону з допомогою стиснутого повітря. Однак цей спосіб закріплення значно здорожує будівництво, так як потрібно разбурена свердловини до діаметра 1 2 м для проникнення людини в порожнину. Крім того, процес закріплення поверхні досить трудомісткий, малопроизводителен і значно погіршує умови праці.

Розподіл ерозії всередині навігаційної зони. Наявність цього зносу за межами основної кавитационной зони зайвий раз підтверджує, що в процесі руйнування кавитационного бульбашки відбувається неодноразове утворення нових бульбашок і сферичної ударної хвилі.

При сильній детонації (рис. 303) виникають два вогнища видимого світіння, від яких полум'я поширюються в різних напрямках зі швидкостями 120 - 700 м /сек, і сферична ударна хвиля зі швидкістю поширення в продуктах згоряння 1250 м /сек.

Закон руху фронту сферичної ударної хвилі буде відрізнятися від закону руху фронту плоскої ударної хвилі тим, що швидкість фронту буде швидше спадати з відстанню; тому для рівних проміжків часу довжина сферичної ударної хвилі буде менше довжини плоскою ударної хвилі.

Таким чином, хоча до теперішнього часу і немає єдиної думки щодо процесу руйнування кавітаційних бульбашок і природи виникають при цьому механічних зусиль, є достатньо підстав припустити, що основною причиною кавитационной ерозії є сферична ударна хвиля, що утворюється при руйнуванні бульбашки і надає механічний вплив на поверхню, що захищає потік.

Ослаблення ударної хвилі у фронті сферичної детонацією. ної хвилі від радіуса. | Залежність часу до моменту виникнення детонація від відносини NZ /O2 в суміші. На підставі проведених експериментів[7]було встановлено, що мінімальний критичний діаметр ударної хвилі (діаметр трубки) змінюється від 2 5 мм для газоподібної ацетилено-кисневої суміші до 32 мм для газоподібної метано-киць-лородной суміші і від - 94 мм для газоподібної ацетилено-повітряної суміші до 1300 мм (сферична ударна хвиля) для метано-повітряної суміші.

Розглянемо рух сферичної ударної хвилі в грунті, який характеризується наступними властивостями. У початковому стані щільність середовища ро, при цій щільності вона надає пренебрежимо малий опір стисненню. Такого роду пластичністю може володіти, наприклад, пісок. У нестисливого тілі умова Прандтля аналогічно Кулонівського закону тертя (14.1), для сферичної симетрії це випливає з того, що в ідеально пластичному, нестисливого тілі поверхню ковзання однаково нахилена до кожного з трьох головних напружень.

З цього рішення випливає, що поверхня кулі радіуса а є частиною поверхні лінії струму ЧГ 0 і, отже, потік обтікає цю кулю. Формула (927) дозволяє визначити радіус сферичної ударної хвилі при заданому радіусі обтічного кулі.

слід ще відзначити те, що таблиця 6 відноситься до поширення плоскої ударної хвилі, для якої всі характерні величини зберігаються постійними незалежно від відстані від джерела утворення обурення. Насправді доводиться мати справу зі сферичними ударними хвилями, процес поширення яких істотно нестационарен і навіть Е; найпростіших випадках вимагає для свого вивчення застосування складного математичного аналізу.

При переході з вузькою труби в широку детонаційний режим зберігається в межах певного мінімального діаметра вузької труби, залежить від властивостей горючої середовища. Сферична детонація сильно вибухових систем може бути викликана не тільки плоскою детонаційної хвилею, але і сферичної ударної хвилею, створеної всередині вибухової середовища. Джерелом такої хвилі може бути не тільки заряд конденсованого вибухової речовини, а й досить сильна електрична іскра, що утворюється при розряді конденсатора.

Схема досвіду з ініціюванням сферич, ської детонації плоскою детонаційної хвилею втрубе. 1 - труба. 2 - бомба. з - вісь, по якій проводиться фотореєстрація (по Зельдовича Когарко, Симонову. Ще більш сумнівною видається можливість пояснення відносно невеликим турбулентним прискоренням полум'я (незалежно від причин, його викликають) різкого переходу до сферичної детонації, як це завжди спостерігається. Відсутність преде тонаціонного прискорення сферичного полум'я, подібного прискорення в трубах, вказує на неможливість в умовах сферичних пламен процесу акумуляції хвиль стиснення в сферичну ударну хвилю. Нарешті, ймовірний зв'язок виникнення сферичної детонації з прискоренням фронту полум'я несумісна з тим фактом що, судячи з усіх фо-торегістраціям, сферична детонація після іскрового запалювання завжди народжується в згорілому газі, після того як полум'я завершення охопило весь об'єм суміші в процесі поширення первинного полум'я.

перехід плоскою детонаційної хвилі в сферичну в дослідах. Все фотореєстрації сферичної детонації, отримані при досить великій швидкості розгортки, в тому числі і наведені на рис. 280 - 282 роблять безсумнівним, що сферична детонаційна хвиля, у всякому разі, не виникає попереду предетонаціонного полум'я, як при детонації в трубах, а в центральній зоні згорілого заряду. Це змушує припускати, що той же процес вторинного звільнення невиделівшейся енергії, який призводить до турбулізації сферичних пламен, при досить високій його інтенсивності - більшому запасі енергії і більшої швидкості підвищення тиску, може привести і до народження сферичної ударної хвилі.

Важливою характеристикою є час життя виникла порожнини. Як буде видно надалі, для газової кавітації, якщо розмір бульбашки малий настільки, що його власна резонансна частота трохи вище частоти звуку, час життя його в звуковому полі менше періоду звуку (або при великих амплітудах звуку, можливо, становить кілька періодів); бульбашка швидко зачиняються, при цьому виникають великі тиску і високі температури - утворюється сферична ударна хвиля.

Хвилеутворення при повітряному вибуху.

Більш складні процеси відбуваються при вибухах в приземних шарах атмосфери. Фронт повітряної ударної хвилі характеризується стрибком тиску, температури, щільності і швидкості частинок повітря. При досягненні сферичної ударної хвилі земної поверхні вона відбивається від неї, що призводить до формування відбитої хвилі. На деякій відстані від епіцентру вибуху (проекції центру вибуху на земну поверхню) фронти прямий і відображеної ударних хвиль зливаються, утворюючи головний хвилю, що має фронт, нормальний до поверхні Землі і що переміщається уздовж її поверхні. Область простору, де відсутня накладення і злиття фронтів, називається зоною регулярного відображення, а область простору, в якій поширюється головний хвиля-зоною нерегулярного відображення.

Більш складні процеси відбуваються при вибухах в приземних шарах атмосфери. Фронт повітряної ударної хвилі характеризується стрибком тиску, температури, щільності і швидкості частинок повітря. При досягненні сферичної ударної хвилі земної поверхні вона відбивається від неї, що призводить до формування відбитої хвилі. На деякій відстані від епіцентру вибуху (проекції центру вибуху на земну поверхню) фронти прямий і відображеної ударних хвиль зливаються, утворюючи головний хвилю, що має фронт, нормальний до поверхні Землі і що переміщається уздовж її поверхні. Область простору, де відсутня накладення і злиття фронтів, називається зоною регулярного відображення, а область простору, в якій поширюється головна хвиля - зоною нерегулярного відображення.

Дослідження плоских хвиль значно полегшується завдяки використанню точного рішення нелінійних рівнянь у вигляді простої хвилі Рімана, що біжить в одному напрямку. Точні рішення такого типу в разі просторового нестаціонарного руху відсутні. Тому для відшукання правильного закону загасання сферичних ударних хвиль на великих відстанях необхідно виходити з диференціальних рівнянь руху стиснення газу.

У нескінченно протяжної масі рідини, на яку діє всебічний тиск, раптово створюється сферична порожнина. Потрібно обчислити швидкість скорочення порожнини і тиск в сферичної ударної хвилі, що виникає при скороченні порожнини.

Аналіз рішення при Y 4/3 і з 2 5 показує, що збурений рух газу виникає в результаті точкового вибуху з виділенням кінцевої енергії в момент t О в центрі симетрії. При 0 q 1/36 у центрусиметрії утворюється сферичний вакуум радіуса г, причому г Я г2 де постійна Я залежить тільки від q і дорівнює значенню параметра До на внутрішньому кордоні, на якій тиск і щільність звертаються в нуль. Якщо q]1/36 то збурений рух газу після вибуху займає всю внутрішність сферичної ударної хвилі. При q 1/36 щільність і тиск в центрі звертаються в нескінченність.

Пізніше[175]закономірності просторової детонації були вивчені більш детально. При переході горіння з вузькою труби в широку детонаційний режим зберігається в межах певного мінімального діаметра вузької труби, який залежить від властивостей горючої середовища. Сферична детонація сильно вибухових систем може бути викликана не тільки плоскою детонаційної хвилею, але і сферичної ударної хвилею, створюваної всередині вибухової середовища. Джерелом такої хвилі може бути не тільки заряд конденсованого вибухової речовини, а й досить сильна електрична іскра, що утворюється при розряді конденсатора.

Усередині області обуреного руху повітря на досить значних відстанях від центру вибуху атомної бомби температура повітря дуже висока, тому ця область представляється на фотографіях у вигляді світлої плями. У верхній частині плями межа має сферичну форму, різко окреслена і збігається з ударною хвилею. Зі збільшенням часу ударна хвиля послаблюється, температура за її фронтом зменшується, і тому хвиля перестає бути видимою. На підставі фотографій в роботі Тейлора вказана залежність між радіусом г2 розширюється сферичної ударної хвилі для значень від 11 до 185 м і відповідними моментами часу t від моменту виникнення вибуху в інтервалі від 0 1 - 10 3 сек.

До цього часу відбувається сильне гальмування і нагрів тіла, в результаті якого його речовина починає вибуховим чином розширюватися, утворюючи сфероподобную сильну ударну хвилю. Подальша динаміка процесу, в тому числі і характер руйнувань, визначається обома хвилями. Землі (це справедливо лише для правої, що лежить під траєкторією частини поверхні) і відбиваються від неї. Так як траєкторія наклонна, то картина не може бути симетричною відносно центру сферичної ударної хвилі, що приймається за епіцентр вибуху.

Таким чином, виникає питання про механізм втрат енергії в умовах переміщається кавітації, так як в цьому випадку відсутній зворотний перебіг, що дозволяє пояснити ці втрати. Згідно найпростішої гіпотези, обсяг каверн, що утворюються в одиницю часу, однаковий в обох випадках і робота, витрачена системою на освіту цих каверн, однакова незалежно від типу кавітації. Частина цієї роботи, яка не повертається систему, представляє втрати енергії. У разі приєднаних каверн ці втрати визначаються впливом в'язкого тертя в процесі змішування, викликаному поворотним плином. У разі переміщається кавітації енергія, необхідна для створення радіального плину біля кожної пульсуючою каверни, в повному обсязі повертається в основний потік, а частково розсіюється внаслідок в'язкого тертя і витрачається на освіту сферичних ударних хвиль.