Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вырождение детонации





Доверь свою работу кандидату наук!
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь

 

Концентрационные пределы детонации. Тепловые потери из зоны реакции детонационной волны в стенках приводят к отклонениям от зако-номерностей детонации, изложенных в § 8.5. При наличии потерь часть теп-лового эффекта реакции, расходуе­мого при адиабатическом процессе только на нагревание и ударное сжатие взрывчатой среды, отводится в стенки тру-бы. Величина скорости детонации и соответствующие ей давление и темпе-ратура во фронте детонационной волны будут определяться уже не полным тепловым эффектом реакции, а частью его, соответствующей тепло­выделе-нию к моменту достижения точки Жуге J на ударной адиабате. Эта адиабата описывает сжатие при таком процессе, когда достигается равенство скоро-стей выделения и отвода тепла. Таким образом, в точке Жуге освобождается не все тепло реакции, и кроме того соответствующее состояние достигается до ее завершения, т.е. при освобождении еще меньшего количества тепла. В результате этого скорость детонационной волны, а с нею давление и темпе-ратура в точке Жуге оказываются меньше теоретических.

Снижение скорости детонационной волны и температуры сжатого газа способствует увеличению потерь и дальнейшему замедлению реакции во фронте волны. При достаточной интенсивности потерь охлаждение сжатого газа, уменьшение скорости ударной волны и скорости реакции, взаимоусили-вающие друг друга, становятся прогрессирующими. Ста­ционарное распро-странение детонационной волны оказывается не­возможным, и она разруша-ется. Так устанавливаются предельные условия распространения детонации. Заметим, что, несмотря на большую скорость детонационной волны, тепло-вые потери сказы­ваются на состоянии в ней вещества в еще большей степе-ни, чем при дефлаграции, вследствие большой ширины зоны реакции и ин-тенсивности процессов переноса тепла и количества движения.

Как было показано в § 8.5, при адиабатическом процессе скорость де-тонации и состояние газа во фронте детонационной волны зависят только от термодинамических характеристик взрывчатой среды, но не от кинетических закономерностей реакции в сжатом газе. Однако интенсивность потерь из зо-ны реакции детонирующей среды, а значит, и состояние реагирующего в не-адиабатическом ре­жиме вещества существенным образом связаны с особен-ностями кинетики реакции. Потери определяют, возможно ли распростране-ние детонации, т.е. от них зависят условия для ее пределов. Очевидно, что пределы распространения детонации для труб различного диаметра должны существенно отличаться, поскольку само существование предела детонации обусловлено потерями, связанными с влиянием стенок трубы. Таким обра-зом, потери из зоны реакции детонационной волны должны быть обусловле-ны влиянием стенок, либо излучением в бесконечное пространство.



В табл. 8.1 сопоставлены имеющиеся в литературе данные о концентра-ционных пределах детонации (при нормальных условиях) с аналогичными величинами для дефлаграции (см. § 9.1). Как и следовало ожидать, распро-странение детонации возможно в гораздо более узком диапазоне составов.

Таблица 8.1. Концентрационные пределы распространения детонации и дефлаграции (в мол. % горючего).

Горючая смесь Дефлаграция Детонация Горючая смесь Дефлаграция Детонация
Н2 + О2 4,0-94 20-90 С3Н8 + О2 2,3-55 3,2-37
Н2 + воздух 4,0-75 15-63,5 С4Н10 + О2 1,8-48 2,9-31,3
СО + О2 15,5-94 38-90 NH3 + O2 15-79 25,4-75,4
С2Н2 + воздух 2,5-81 4,2-50 2Н5)2О + О2 2,0-82 2,7-40

 

Очевидно, что поведение дефлаграционного и детонационного пламени в узких трубах характеризуется аналогичными соотноше­ниями. В трубах, в которых еще возможно распространение дефла­грации, распространение ус-тойчивой детонации уже не происходит. При входе в такие трубы детонаци-онная волна разрушается, под­жигающая сильная ударная волна затухает, а по трубе продолжается распространение обычного нормального пламени.

Теперь становятся понятными закономерности гашения детона­ции в узких каналах. Понятно, почему гашение происходит так, как если бы со-стояние горючей системы не изменялось при возникновении детонации. Здесь фактически происходит гашение уже не детонации, а дефлаграции, де-тонационная волна еще раньше прекращает свое существование. Естествен-но, что пределы гашения характеризуются параметрами обычной дефла-грации, а значит, свойствами горючей среды до возникновения детонации.

Особенности детонации в узких каналах.Теория детонации с поте-рями, учитывающая только действие стенок трубы, приводит к заключению, что относительное снижение скорости детонации D/D возрастает с увели-чением времени реакции для точки Жуге (т.е. при замедлении реакции) и с уменьшением диаметра d трубы. Установлено,что в первом приближении справедливо условие

. (8.28)

Расчеты показывают, что детонационная волна теряет устойчи­вость уже при незначительном снижении ее скорости. Для гладких труб предель-ное значение отношения D/D определяется условием

. (8.29)

Очевидно, что стационарная детонация становится невозможной при определенном критическом диаметре dD, при этом dD > dкр, найденного для дефлаграции. Поскольку гашение детонации безусловно происходит при ус-ло­виях, в которых локализуется дефлаграция, для обеспечения взрывобезо-пасности наибольшую практическую ценность представ­ляет установление развивающегося при этом давления, а не скорости детонации в каналах, не-достаточных для гашения. Результаты исследований сви­детельствуют о силь-ном снижении давления в детонационной волне после прохождения каналов, диаметр которых значительно превосходит критический для гашения пламе-ни вопреки его постоянству ожидаемому на основании расчетов. Причины снижения давления в столь широких каналах пока полностью объяснить не удалось.

Для ориентировочных оценок можно привести следующие примерные значения критического диаметра гашения (в мм) наиболее опас­ных воздуш-ных и кислородных смесей метана, водорода и ацетилена при 1 am:

Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой




Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 314; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.