Определение параметров детонации заряда ВВ

| Категория реферата: Рефераты для военной кафедры
| Теги реферата: курсовик, теория государства и права шпаргалки
| Добавил(а) на сайт: Гилёв.

Время (, отвечающее излому профиля давления — время [pic]химической реакции, и по нему можно рассчитать ширину ЗХР-а.
[pic], (18) где [pic] — 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:
Wn=2Un, (19) где W — скорость свободной поверхности пластины; Un — 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 на границе раздела ВВ — пластина позволяет определить параметры детонации по параметрам ударной волны в материале пластины. На рис. 4 приведена

[pic]

схем а расчета для вывода уравнений;

При падении детонационной волны на границу раздела ВВ — пластина по материалу последней пойдет затухающая волна, а по продуктам детонации — отраженная волна, направленная в другую сторону. На границе раздела имеют место следующие соотношения:
[pic] (20)
[pic] (21)
Воспользуемся законом сохранения импульса и запишем:
[pic]
[pic]
[pic]
Используя акустическое приближение для динамической жесткости падающей и отраженной волны, получим
[pic] (22)
Давление в детонационной волне будет равно
[pic]
Заменим U2 на выражение U1-Un[pic], тогда
[pic]
Согласно уравнению (2)
[pic] [pic]
Отсюда
[pic]
Произведя преобразования, получим
[pic] (23)
Разделив обе части на (D, получим выражение для массовой скорости
[pic] (24)

С помощью полученных уравнений (23) и (24), используя соотношение (21), можно определить давление и массовую скорость в точке излома профиля, проведя .несколько экспериментов на различных толщинах пластин, а также найти ширину ЗХР. Для этого рассмотрим t-х диаграмму выхода детонационной волны на границу раздела BB —пластана и распространение ударной волны в пластине (рис. 5). Падающая на пластину детонационная волна со скоростью Dо генерирует в материале ударную волну, распространяющуюся со скоростью Dn и, вызывает движение границы раздела со скоростью

[pic]

(D((,— -коэффициент пропорциональности). В момент, когда плоскость Чепмена-
Жуге догонит поверхность раздела, в материале .пластины начинает распространяться возмущение со скоростью Un+Cn (Cn—скорость звука в пластине). На некотором расстоянии b это возмущение догонит фронт ударной волны и на зависимости W=W(l) зафиксирует излом Dn и (Dn не являются
.постоянными величинами (зависят от времени), .поэтому в расчетах попользуются средние значения этих величин.

Найдя толщину пластины (l=b), в которой происходит затухание химпика от
ВВ в материале, и зная скорость процесса, можно вычислить ширину ЗХР.
Условие равенства времен для ВВ по t—x — диаграмме может быть записано
[pic] (25)
Откуда
[pic] (26) где a — ширина зоны химической реакции.
То же условие для материала пластин по t-x - диаграмме может быть записано следующим, образом:
[pic] (27)
Избавимся от знаменателей в правой части равенства (27)
[pic]
Отсюда
[pic] (28)
Подставив выражение для ( (28) в выражение для ЗХР, получим (26)
[pic] (29)

Скорость ударной волны и скорость звука в материале пластины определяется по известному значению скорости движения и ударной адиабате, которая обычно задается в виде двучлена
Dn=A+BUn (30) где А и В — постоянные,
Для наиболее часто используемых материалов (Mg, Си, А1) выражение ударных адиабат имеет вид
Dn(Мg)=4,78+1,16Un (31)
Для давлений 6,0—40 ГПа
Dn(Cu)=3,64+l,96Un (32)
Для давлений 17—52 ГПа
Dn(Al)=5,15+l,50Un (33)
Коэффициент пропорциональности ( находится как
[pic] где [pic] — средняя массовая скорость в области химпика.
Обычно
[pic]

В тех случаях, когда точность измерения массовой скорости допускается в пределах 3—5%, а определение ЗХР не требуется, зависимость W=W(l) можно не строить, а лишь измерить скорость движения свободной поверхности пластины шириной, равной или несколько большей b.
Для металлов b обычно меньше 3 мм.

Точность и воспроизводимость эксперимента обеспечивается лишь при наличии плоского детонационного фронта и при проведении измерения в области однократно сжатой пластины, не затронутой волной разгрузки с боковой поверхности. На кинетику химической реакции в ЗХР может оказывать существенное влияние отраженная ударная волна, особенно при малых плотностях ВВ., что может привести к занижению ширины ЗХР и завышению параметров в плоскости Чепмёна-Жуге.
2.1.2. Электромагнитный метод определения параметров детонации.

Сущность электромагнитного метода измерения массовой скорости движения вещества состоит в следующем: при движении проводника в магнитном поле на его концах наводится ЭДС индукции, которая связана со скоростью движения проводника, его длиной и напряженностью магнитного поля соотношением
[pic] где Н — напряженность магнитного поля, А/м; U — скорость движения проводника, м/с; / — длина проводника, см.

Скорость движения проводника легко найти, если известны Н. I и (.
Проводник, называемый датчиком, представляет собой полоску алюминиевой фольги, толщиной 0,15—0,25 мм и шириной 10 мм в форме буквы П, перекладина которой и является рабочей длиной датчика.

Датчик располагается в заряде перпендикулярно его оси, а затем вместе с зарядом помещается в постоянное магнитное поле так, Чтобы при движения рабочая плоскость датчика пересекала силовые линии магнитного поля.
Расположение заряда с датчиком в магнитном поле показано на рис. 6.

[pic]

При прохождении детонационной волны по заряду датчик вовлекается в движение веществом, перемещающимся за фронтом детонационной волны. При постоянных Н и I ЭДС 10 будет функцией только скорости датчика, которая совпадает со скоростью движения вещества.

Метод измерения предполагает наличие достаточно сильного магнитного поля, которое в течение опыта должно оставаться постоянным. Минимальная напряженность поля должна быть достаточно высокой по отношению к помехам.
Кроме достаточной напряженности, магнитное поле должно обладать необходимой степенью однородности по крайней мере в том объеме, в котором происходит движение датчика.

Определение значения массовой скорости и времени химической реакции в плоскости Чепмёна-Жуге производится в соответствии с выводами теории по точке излома профиля U==U(t).

Расчет значения массовой скорости производится при помощи тарировочного графика (( — высота сигнала