Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634558)
Контекстум
.
Инженерный журнал: наука и инновации

Инженерный журнал: наука и инновации №11 2020 (200,00 руб.)

0   0
Страниц122
ID668686
Аннотация«Инженерный журнал: наука и инновации» – научно-практическое издание, в котором публикуются оригинальные (т. е. не опубликованные в других изданиях) статьи, содержащие результаты научных исследований по всем разделам, заявленным в рубрикаторе. Выбор электронной формы издания был обусловлен необходимостью оперативного введения в научный оборот результатов научных исследований, что соответствует тенденции сделать оплаченные государством результаты научного труда общественным достоянием. Это же предполагает выбор редакцией журнала свободного доступа к его контенту.
Кому рекомендованоЖурнал предназначен для научных работников всех рангов, инженеров, практических работников, молодых ученых и аспирантов.
Инженерный журнал: наука и инновации .— Москва : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012 .— 2020 .— №11 .— 122 с. : ил. — URL: https://rucont.ru/efd/668686 (дата обращения: 18.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Инженерный_журнал_наука_и_инновации_№11_2020.pdf
УДК 534.222.2 DOI: 10.18698/2308-6033-2020-11-2028 Оценка амплитуды давления на преграду продуктов недосжатой уходящей детонационной волны структурированного заряда © С.Г. Андреев, М.М. Бойко МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия Рассмотрены особенности воздействия взрыва структурированных зарядов на сжимаемые преграды на основе представлений о различных механизмах разложения взрывчатых веществ при сверхзвуковом распространении зон реакции недосжатой детонации. В таких зарядах искусственным или естественным образом могут быть сформированы стержнеобразные высоко детонационно-способные образования, пронизывающие заряд и обеспечивающие распространение зоны завершенного тепловыделения со скоростью большей, чем нормальная, идеальная скорость детонации монодисперсного заряда той же плотности. Предложена простая алгебраическая модель взрывного процесса структурированных зарядов, протекающего в форме недосжатой детонации. Получены алгебраические выражения, позволяющие сравнивать пиковые значения давлений на преградах в зависимости от направления распространения детонации относительно преграды и от режима (нормального или недосжатого) детонации. Ключевые слова: недосжатая детонация, структурированный заряд, преграда, направление распространения, давление воздействия Введение. Задача усовершенствования технических устройств, в которых используется выделение энергии при сгорании или детонации взрывчатых веществ (ВВ), до сих пор является актуальной [1–6]. При этом одна из основных задач заключается в выявлении того, как зависит от структурных характеристик заряда и особенностей инициирования взрывного превращения в нем амплитуда и длительность импульса давления на элементы устройства, а также возможность управлении этими характеристиками. В настоящей статье рассматриваются особенности влияния направления распространения детонации зарядов ВВ разных структур на одну из характеристик действия продуктов детонации на окружающие объекты (величину амплитуды импульса давления) применительно к задачам разработки устройств генерации ударно-волновых воздействий большой длительности и сравнительно низкой амплитуды. Необходимость рассмотрения этих особенностей обусловлена двумя обстоятельствами. 1. Эксперименты с взрывными ударными трубами [6], проводимыми для исследования поведения энергетических и реакционных материалов под действием длительных импульсов давления амплитудой 0,1…1,0 ГПА, создаваемых посредством использования низкоамплитудных низкоплотных ВВ, показали, что реализуемые временИнженерный журнал: наука и инновации # 11·2020 1
Стр.1
С.Г. Андреев, М.М. Бойко ные профили давления на исследуемые материалы могут отличаться от расчетных. Этот эффект объясняется особенностями эволюции взрывного процесса в газопроницаемых низкоамплитудных зарядах ВВ, возбуждаемого продуктами детонации инициирующего заряда, достаточно подробно представленными в работах [1, 2]. Для достижения удовлетворительного совпадения реализуемых импульсов давления с расчетными данными приходится применять трудоемкие методы формирования структуры газопроницаемых зарядов ВВ. Альтернативный метод устранения нестабильности временного профиля давления зарядов с низкой амплитудой может быть связан с введением в этот заряд каркасообразных элементов из ВВ с повышенной детонационной способностью. Оценка особенностей влияния таких предполагаемых каркасных элементов на временной профиль давления продуктов детонации на материалы, изучаемые с помощью взрывных ударных труб, представляется актуальной. 2. Каркасообразные элементы в зарядах ВВ или взрывчатых составах, приводящие к тому, что скорость детонации начинает определяться не термодинамическими характеристиками исходного вещества и продуктов его разложения, могут быть не только искусственно сформированными элементами заряда, но и возникать «естественным» образом. Например, если в заряде объемная доля предположительно сферических частиц условно одинакового размера, близкого к критическому диаметру детонации, лежит в диапазоне 0,26…0,66, то возможно появление так называемых плотнейших шаровых упаковок или плотных шаровых укладок. При этом детонация уже может распространяться от частицы к частице ВВ с повышенной детонационной способностью, а скорость детонации заряда (как целого) будет определяться не средней плотностью заряда, а скоростью детонации каркасного компонента и геометрическими особенностями каркаса. Соответственно, бризантное действие таких зарядов будет связано с плотностью заряда и его термодинамически определяемой скоростью детонации соотношениями, отличными от традиционно рассматриваемых в физике взрыва и удара. Цель настоящей статьи — получить алгебраические выражения, позволяющие оценить параметры функционирования взрывных устройств со специальными режимами выделения энергии в разрывных разрядах взрывчатых веществ. Модель заряда взрывчатых веществ и детонации. Рассмотрим плоско-симметричное течение продуктов детонации (ПД) заряда, находящегося в абсолютно жесткой трубе и контактирующего со сжимаемой инертной средой (там же помещенной), называемой в дальнейшем преградой (обозначается с индексом W). Сжимаемость преграды задается ее начальной плотностью ρ 0W и ударной адиабатой в форме связи волновой WD и массовой u скоростей: 2 Инженерный журнал: наука и инновации # 11·2020
Стр.2
Оценка амплитуды давления на преграду продуктов недосжатой уходящей… DWW  Wu  αβ , где αW и βW — коэффициенты ударной адиабаты. В простейшем случае детонирующий заряд образован стержнями из ВВ с начальной плотностью 0ρс (суммарная площадь поперечных сечений стержней — 2 ),c проходящими по всей его длине, и ВВ с начальной плотностью 0ρ ,a которое заполняет пространство между ними. Площадь поперечного сечения сформированного таким образом структурированного заряда обозначим 2,a удельную теплоту взрыва этих ВВ — соответственно cQ и ,aQ а показатель изоэнтропы ПД — cn и .an Тогда выражения для осредненных значений плотности ρ 0сa и удельной теплоты взрыва caQ заряда будут иметь вид:    ρρ00 ca с c сa  a0 22 1 QQ Q aa Qc      a ρρ 11 1  aa  ρρ 1  с   c 00 00 c    с    ca с0  ρρ , ca      22 1 . (1) (2) Предположим, что в общем случае показатель изоэнтропы ПД низкоплотных ВВ [7] в плоскости Чепмена — Жуге линейно зависит от начальной плотности заряда ВВ 0ρ : nn *0ρ , n n  * 1,33; n  — эмпирический коэффициент, (3) где *n — коэффициент, значение которого близко к показателю идеального газа, n  ≈ ≈ 11 30 кг/м3. При этом определяемая правилом отбора скорость идеальной детонации [6] DnJ  ,Q212   где Q — удельное количество энергии (теплоты), выделяющееся к моменту окончания реакции. Если течение в детонационной волне является плоско-симметричным, то поверхность завершения реакции (на которой массовая доля продуктов разложения ВВ становится равной единице, а скорость разложения — равной нулю) совпадает с поверхностью, на которой продукты детонации удовлетворяют правилу отбора скоИнженерный журнал: наука и инновации # 11·2020 3
Стр.3

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.
.