Kinetička teorija koristi se za teoretsko proučavanje mikroskopske strukture udarnih valova. Problem strukture udarnog vala ne rješava se analitički, već se koristi niz pojednostavljenih modela. Jedan takav model je Tamm-Mott-Smithov model.
Brzina udarnog vala
Brzina širenja udarnog vala u nekom mediju veća je od brzine zvuka u tom mediju. Višak je to veći što je jačina udarnog vala veća (odnos tlakova ispred i iza fronte vala): (p udarni val - p sp.srednji) / p sp.srednji .
Na primjer, u blizini središta nuklearne eksplozije, brzina širenja udarnog vala višestruko je veća od brzine zvuka. Kada se udarni val ukloni uz slabljenje, njegova brzina brzo opada i na velikoj udaljenosti udarni val degenerira u zvučni (akustični) val, a njegova se brzina širenja približava brzini zvuka u okoliš. Udarni val u zraku tijekom nuklearne eksplozije snage 20 kilotona prelazi udaljenosti: 1000 m za 1,4 s, 2000 m - 4 s, 3000 m - 7 s, 5000 m - 12 s. Dakle, osoba koja vidi bljesak eksplozije ima neko vrijeme da se sakrije (nabori na terenu, jarci i sl.) i time smanji štetno djelovanje udarnog vala.
Udarni valovi u krutim tijelima (na primjer, oni uzrokovani nuklearnom ili konvencionalnom eksplozijom u stijenama, udarom meteorita ili kumulativnim mlazom) pri istim brzinama imaju znatno više tlakove i temperature. Čvrsto Iza fronte udarnog vala ponaša se kao idealna stlačiva tekućina, odnosno u njoj nema međumolekulskih i međuatomskih veza, a čvrstoća tvari nema nikakvog utjecaja na val. U slučaju prizemne i podzemne nuklearne eksplozije, udarni val u tlu ne može se smatrati štetnim čimbenikom, jer se brzo raspada; radijus njegovog širenja je malen i bit će u cijelosti unutar veličine eksplozivnog lijevka, unutar kojeg je već postignuto potpuno uništenje čvrstih podzemnih ciljeva.
Udarni valovi u posebnim uvjetima
Hidrogasanalogija
- Udarni val, zagrijavanjem medija, može izazvati egzotermnu kemijsku reakciju, koja će, opet, utjecati na svojstva samog udarnog vala. Takav kompleks "udarni val + reakcija izgaranja" naziva se detonacijski val.
- U astrofizičkim objektima, udarni val se može kretati brzinama bliskim brzini svjetlosti. U ovom slučaju, udarna adijabata je modificirana.
- Udarni valovi u magnetiziranoj plazmi također imaju svoje karakteristike. Pri prolasku kroz diskontinuitet mijenja se i veličina magnetskog polja, za što se troši dodatna energija. To podrazumijeva postojanje najvećeg mogućeg faktora kompresije plazme za proizvoljno jake udarne valove.
- Tangencijalni udarni valovi su diskontinuitetne površine mješovitog (normalnog i tangencijalnog) tipa.
vidi također
- nadzvučno strujanje
Bilješke
Književnost
- // Enciklopedijski rječnik Brockhausa i Efrona: U 86 svezaka (82 sveska i 4 dodatna). - St. Petersburg. , 1890-1907.
Zaklada Wikimedia. 2010. godine.
Pogledajte što je "Udarni val" u drugim rječnicima:
- (shock shock), tanko prijelazno područje koje se širi nadzvučnom brzinom, u kojem dolazi do naglog porasta gustoće, tlaka i brzine u VA. U. in. nastaju tijekom eksplozija, detonacija, tijekom nadzvučnih kretanja tijela, tijekom ... ... Fizička enciklopedija
udarni val- Prijelazno područje koje se širi nadzvučnom brzinom u plinu, tekućini ili krutom stanju, u kojem postoji nagli porast gustoće, tlaka i brzine medija [GOST 26883 86] [GOST R 22.0.08 96] udarni val Udarni val , ... ... Tehnički prevoditeljski priručnik
Tanko prijelazno područje koje se širi nadzvučnom brzinom, u kojem dolazi do naglog porasta gustoće, tlaka i temperature tvari. Najkarakterističniji slučajevi uključuju udarne valove koji proizlaze iz eksplozija, leta ... ... Veliki enciklopedijski rječnik
UDARNI VAL- proces širenja udarnog vala u nekom mediju (u tlu, zraku ili vodi) brzinom većom od brzine zvuka u istom mediju. Površina koja odvaja stlačeni medij od neporemećenog, K st. Udarni val Širenje zvučnih valova i ... ... Velika politehnička enciklopedija
Tanko prijelazno područje koje se širi nadzvučnom brzinom u stlačivom mediju, u kojem postoji nagli porast tlaka p, gustoće (ρ), entropije, brzine medija i drugih plinodinamičkih varijabli. U mehanici kontinuuma, ovo ... ... Enciklopedija tehnike
Vidi udarni val. Planinska enciklopedija. Moskva: Sovjetska enciklopedija. Uredio E. A. Kozlovsky. 1984. 1991. ... Geološka enciklopedija
UDARNI VAL- tanko prijelazno područje koje se širi nadzvučnom brzinom, u kojem dolazi do naglog porasta gustoće, tlaka i temperature tvari. U. in. javlja se tijekom eksplozija (vidi Eksplozivni val), leta tijela nadzvučnom brzinom, u ... Ruska enciklopedija o zaštiti na radu
UDARNI VAL, u fluidnim medijima (tekućinama ili plinovima) područje koje se brzo kreće unutar medija, karakterizirano oštrim padom tlaka i gustoće. Udarni valovi nastaju kada se objekti kreću nadzvučnom brzinom. Jer…… Znanstveno-tehnički enciklopedijski rječnik
Područje koje se širi nadzvučnom brzinom u plinu, tekućini ili krutom stanju u kojem dolazi do naglog porasta gustoće, tlaka i brzine medija. U.v. u slučaju eksplozije može pogoditi ljude i životinje, uništiti objekte, ... ... Rječnik hitnih slučajeva
struktura udarnog vala
Širina udarnih valova visokog intenziteta ima vrijednost reda srednjeg slobodnog puta molekula plina (točnije, ~10 srednjih slobodnih puteva, a ne može biti manja od 2 srednja slobodna puta; ovaj rezultat je dobio Chapman u početkom 1950-ih). Budući da se u makroskopskoj dinamici plina mora uzeti u obzir srednji slobodni put nula, čisto plinodinamičke metode nisu prikladne za proučavanje unutarnje strukture udarnih valova visokog intenziteta.
Kinetička teorija koristi se za teoretsko proučavanje mikroskopske strukture udarnih valova. Problem strukture udarnog vala ne rješava se analitički, već se koristi niz pojednostavljenih modela. Jedan takav model je Tamm-Moth-Smithov model.
Brzina udarnog vala
Brzina širenja udarnog vala u nekom mediju veća je od brzine zvuka u tom mediju. Višak je veći što je jačina udarnog vala veća (odnos tlakova ispred i iza fronte vala): (p otkucaja - p sp.srednje) / p sp.srednje.
Na primjer, u blizini središta nuklearne eksplozije, brzina širenja udarnog vala višestruko je veća od brzine zvuka. Kada se udarni val ukloni uz slabljenje, njegova brzina brzo opada i na velikoj udaljenosti udarni val degenerira u zvučni (akustični) val, a njegova se brzina širenja približava brzini zvuka u okolini. Udarni val u zraku pri nuklearnoj eksploziji snage 20 kilotona prijeđe udaljenosti: 1000 m za 1,4 s, 2000 m za 4 s, 3000 m za 7 s, 5000 m za 12 s. Dakle, osoba koja vidi bljesak eksplozije ima neko vrijeme da se sakrije (nabori na terenu, jarci i sl.) i time smanji štetne učinke udarnog vala (osim, naravno, ako osoba nije zaslijepljena bljeskom ).
Udarni valovi u krutim tijelima (na primjer, oni uzrokovani nuklearnom ili konvencionalnom eksplozijom u stijenama, udarom meteorita ili kumulativnim mlazom) pri istim brzinama imaju znatno više tlakove i temperature. Čvrsta tvar iza fronte udarnog vala ponaša se kao idealna stlačiva tekućina, odnosno čini se da joj nedostaju međumolekularne i međuatomske veze, a čvrstoća tvari nema nikakvog utjecaja na val. U slučaju prizemne i podzemne nuklearne eksplozije, udarni val u tlu ne može se smatrati štetnim čimbenikom, jer se brzo raspada; radijus njegovog širenja je malen i bit će u potpunosti unutar veličine eksplozivnog lijevka, unutar kojeg je već postignut potpuni poraz čvrstih podzemnih ciljeva.
Detonacija
Detonacija- ovo je režim izgaranja u kojem se udarni val širi kroz tvar, pokrećući kemijske reakcije izgaranja, koje zauzvrat podržavaju kretanje udarnog vala zbog topline koja se oslobađa u egzotermnim reakcijama. Kompleks koji se sastoji od udarnog vala i egzotermne zone kemijske reakcije iza njega, širi se kroz tvar nadzvučnom brzinom i naziva se detonacijski val. Front detonacijskog vala je površina hidrodinamičkog normalnog diskontinuiteta.
Naziva se brzina širenja fronte detonacijskog vala u odnosu na početnu nepokretnu tvar brzina detonacije. Brzina detonacije ovisi samo o sastavu i stanju detonirajuće tvari i može doseći nekoliko kilometara u sekundi kako u plinovima tako iu kondenziranim sustavima (tekući ili kruti eksplozivi). Brzina detonacije znatno premašuje brzinu sporog izgaranja, koja je uvijek znatno manja od brzine zvuka u tvari i ne prelazi desetke centimetara u sekundi ili nekoliko metara u sekundi (kod izgaranja smjesa vodik-kisik).
Mnoge tvari sposobne su za sporo gorenje i detonaciju. U takvim tvarima, da bi se detonacija proširila, ona mora biti inicirana vanjskim utjecajem (mehaničkim ili toplinskim). Pod određenim uvjetima sporo sagorijevanje može spontano prijeći u detonaciju.
Detonaciju, kao fizikalnu i kemijsku pojavu, ne treba poistovjećivati s eksplozijom.
Eksplozija je proces u kojem se u kratkom vremenu, u ograničenom volumenu, veliki broj nastaju energija i plinoviti produkti eksplozije koji mogu izvršiti značajan mehanički rad ili izazvati razaranje na mjestu eksplozije. Do eksplozije može doći i pri paljenju i brzom sagorijevanju plinskih smjesa ili eksploziva u zatvorenom prostoru, iako u tom slučaju ne nastaje detonacijski val. Dakle, brzo (eksplozivno) sagorijevanje baruta u cijevi topničkog oruđa u procesu paljbe nije detonacija. Lupanje u motorima unutarnje izgaranje eksplozivno izgaranje goriva, koje se naziva i detonacija.
udarni val. Izvori nastanka udarnih valova.
udarni val- ovo je područje kompresije medija, koji se u obliku sferičnog sloja širi nadzvučnom brzinom u svim smjerovima od izvora svog formiranja. Ovisno o mediju u kojem se udarni val širi (u zraku, vodi ili tlu), naziva se zračni udarni val, udarni val u vodi, seizmički udarni val u tlu.
Razlikovati udarni val prirodnog i antropogenog podrijetla. DO prirodni valovi uključuju udarne valove uzrokovane vulkanskim erupcijama, potresima, uraganima, tornadima, udarima meteorita itd. DO antropogenih uključuju udarne valove koji nastaju uslijed eksplozija nuklearnih naprava, kemijskih eksplozija, eksplozija u nuklearnim postrojenjima, eksplozija u rafineriji nafte i petrokemijskoj industriji, eksplozija tvari tijekom njihovog transporta u transportu, eksplozija smjesa plina i zraka ili smjesa zapaljivih tekućina i plinova sa zrakom. U ovom trenutku, učinak udarnog vala tijekom eksplozije nuklearnih uređaja široko je proučavan. U ovom slučaju se očituju svi aspekti štetnog djelovanja udarnog vala i promatraju se svi njegovi glavni parametri.
Udarni val je glavni štetni faktor kod eksplozija nuklearnih naprava (nuklearne eksplozije). Većina razaranja i oštećenja zgrada i građevina, opreme industrijskih objekata, kao i štete ljudima, u pravilu, nastaju zbog djelovanja udarnog vala.
Uz udarne valove, u eksploziji nuklearnih naprava postoje i drugi štetni čimbenici svjetlosno zračenje, prodorno zračenje, radioaktivna kontaminacija, elektromagnetski puls. Raspodjela energije između štetnih čimbenika ovisi o vrsti eksplozije i uvjetima u kojima se događa. Na eksplozija u zemlji i zraku do 50% troši se na stvaranje prekomjernog tlaka udarnog vala, oko 30% na svjetlosno zračenje, do 15% na radioaktivnu kontaminaciju i oko 5% na prodorno zračenje.
Priroda širenja udarnih valova u zraku, vodi i tlu. Osnovni parametri udarnog vala.
Zračni udarni val nastaje zbog ogromne energije koja se oslobađa u zoni nuklearne reakcije, gdje temperatura doseže 10000C, a tlak 10 5 -10 6 Pa.
Vruće pare i plinovi se šire, stvarajući tako oštar udarac u okolne slojeve zraka, uslijed čega se ti slojevi zraka sabijaju do visokog tlaka i velike gustoće, kao i zagrijavaju do visokih temperatura. Kompresija i kretanje zraka događa se iz jednog sloja u drugi u svim smjerovima od mjesta eksplozije, stvarajući tako udarni val. Širenje vrućih plinova djeluje na malim udaljenostima od središta eksplozije. Na većim udaljenostima djeluje (uglavnom) zračni udarni val. U blizini središta eksplozije brzina udarnog vala znatno premašuje brzinu zvučnih valova. Kako se udaljenost od središta eksplozije povećava, brzina udarnog vala naglo opada, a učinak samog udarnog vala naglo slabi. Na velikim udaljenostima, u pravilu, pretvara se u zvučni val. Zračni udarni val pri eksplozijama srednje snage prijeđe otprilike 1000 m za 1,4 s, 2000 m za 4 s, 3000 m za 7 s i 5000 m za 12 s.
|
Grafikon prikazuje prirodu promjene tlaka tijekom vremena u bilo kojoj fiksnoj točki u prostoru. Sa dolaskom u točki fronte udarnog vala, tlak zraka naglo raste, gustoća zraka, temperatura i brzina vanjske sredine također naglo rastu. Nakon što fronta udarnog vala prođe određenu točku u prostoru, tlak u njoj postupno opada i nakon određenog vremena postaje jednak atmosferskom R 0 . Formirani sloj komprimiranog zraka je faza kompresije(τ+ ), u tom vremenskom razdoblju udarni val ima najveći razorni učinak. S udaljenošću od središta eksplozije tlak u fronti udarnog vala opada, a debljina kompresijskog sloja s vremenom raste. |
Potonje se događa zbog privlačenja novih zračnih masa. Nadalje, tlak postaje niži od atmosferskog, zrak se počinje kretati u smjeru suprotnom od širenja udarnog vala, odnosno prema središtu eksplozije. Ova zona smanjenog tlaka naziva se faza razrjeđivanja ( τ- ). U faza pražnjenja udarni val proizvodi mnogo manje razaranja nego u fazi kompresije, budući da je maksimalni negativni tlak -ΔR mnogo manji od maksimalnog pretlaka u fronti udarnog vala. Nakon završetka faze razaranja, kada tlak dosegne atmosfersku vrijednost, prestaje kretanje zračnih faza, a posljedično i razorno djelovanje udarnog vala. Zračne mase kreću se neposredno iza fronte udarnog vala u području kompresije.
Uslijed usporavanja ovih zračnih masa, kada se susretnu s preprekom, nastaje pritisak visine brzine. Glavni parametri udarnog vala, koji određuju njegov štetni učinak, su
pretlak u prednjem dijelu ΔR F ,
brzina glave ΔR sk ,
vrijeme radnje T SW .
Pretlak u fronti udarnog vala, to je razlika između maksimalnog tlaka u fronti udarnog vala i normalnog atmosferskog tlaka ispred fronte.
ΔR F =P F -R 0
Jedinica nadtlaka u sustavu Si je Pa. Vrijednost nadtlaka u bilo kojoj točki ovisi o udaljenosti od središta eksplozije, snazi i vrsti eksplozije.
brzina glave su dinamička opterećenja koja stvara strujanje zraka u prednjem dijelu udarnog vala. Kao i pretlak, mjeri se u Pa. Brzina tlaka ovisi o gustoći zraka, brzini kretanja zračnih masa i povezana je s viškom tlaka. Destruktivni učinak brzinskog tlaka utječe na područja s viškom tlaka > 50 kPa.
Vrijeme djelovanja SW je vrijeme djelovanja viška tlaka. Uglavnom ovisi o nadtlaku i brzini zraka.
udarni val gibanje medija nastalo eksplozijom. Pod utjecajem visokog tlaka plinova nastalih tijekom eksplozije, početno neporemećeni medij doživljava oštru kompresiju i dobiva veliku brzinu. Stanje gibanja prenosi se s jednog sloja medija na drugi na takav način da se područje pokriveno velom brzo širi. Na prednjoj strani područja širenja, medij prelazi iz početnog neporemećenog stanja u stanje gibanja s višim tlakom, gustoćom i temperaturom. Nagla promjena stanja medija - udarni val -
širi nadzvučnom brzinom. V. in. karakterizirana promjenom tlaka, gustoće i brzine medija tijekom vremena na različitim točkama u prostoru ili raspodjelom tih veličina u prostoru na fiksnim točkama u vremenu. Jedan od važnih parametara koji određuju mehaničko djelovanje vala je maksimalni tlak koji stvara val. Kod eksplozija u plinovitim i tekućim medijima najveći tlak se postiže u trenutku sabijanja medija u udarnom valu. Dr. važan parametar je vremenski interval djelovanja V.-a. Kako se udaljavate od mjesta eksplozije, maksimalni tlak se smanjuje, a vrijeme djelovanja povećava ( riža. 1
). Širenjem V. stoljeća. u čvrstim medijima udarna fronta relativno brzo nestaje, a oluja pretvara u niz uzastopnih brzo prigušenih oscilacija koje se šire brzinom elastičnih valova. V. in. imaju svojstvo sličnosti. U skladu s tim svojstvom, tijekom eksplozija kemijskih eksplozivnih naboja istog oblika, ali različitih masa, udaljenosti na kojima je najveći tlak u eksplozivnom stoljeću. ima istu vrijednost, međusobno su povezani kao kubni korijeni masa naboja. U istom se odnosu mijenja vremenski interval djelovanja V.-a. Na primjer, ako povećate udaljenosti i vremenski interval prikazan u riža. 1
, 10 puta, zatim takav V. c. više neće odgovarati eksploziji 1 kg, a 1 T trinitrotoluen (TNT). V. in. ima tendenciju brzog gubitka svojstava zbog prirode eksplozije, tako da je njegovo daljnje kretanje uglavnom određeno samo količinom energije prenesene u okolinu. Zbog ove okolnosti, eksplozivne eksplozije generirane u istom mediju eksplozijama različitih vrsta pokazuju se sličnim u osnovnim značajkama, što omogućuje uvođenje tzv. TNT ekvivalenta za karakterizaciju eksplozija. Širenje V. stoljeća. troši značajan dio mehaničke energije na zagrijavanje okoline u blizini mjesta eksplozije. Na primjer, na udaljenosti od 10 km zrak V. v., nastao eksplozijom 1000 T kemijski eksploziv, sadrži približno 10% početne energije eksplozije, a kod nuklearne eksplozije iste energije - upola manje (zbog većih gubitaka za zagrijavanje zraka). Maksimalno povećanje tlaka u valu za navedene vrijednosti udaljenosti i energije eksplozije mjeri se u stotinama n/m 2 (tisućinke kgf/cm 2). Na velike udaljenosti V. stoljeća. predstavlja zvučni val (ili elastični val u čvrstom sredstvu). Zvučni valovi u atmosferi (ili elastični valovi u Zemljina kora), generirane eksplozijama dovoljno visoke energije, mogu se zabilježiti posebnim instrumentima (mikrobarografi, seizmografi itd.) na vrlo velikim udaljenostima. Na primjer, u eksplozijama s energijom reda veličine 10 13 j(nekoliko tisuća T trinitrotoluen) valovi se bilježe na udaljenostima od nekoliko tisuća km, a pri energijama eksplozije Udarni val 10 16 j(nekoliko milijuna T) - gotovo bilo gdje u svijetu. Na tako velikim udaljenostima V. c. je dugačak niz fluktuacija atmosferskog tlaka (ili fluktuacija u tlu - tijekom podzemnih eksplozija) vrlo niske frekvencije ( riža. 2
). Lit.: Proračun točkaste eksplozije uzimajući u obzir protutlak, M., 1957; Sedov L.I., Metode sličnosti i dimenzija u mehanici, 4. izdanje, M., 1957; Lyakhov G. M., Pokrovsky G. I., Eksplozivni valovi u tlima, M., 1962; Gubkin K. E., Širenje eksplozivnih valova, u: Mehanika u SSSR-u za 50 godina, tom 2, M., 1970. K. E. Gubkin. Promjena tlaka s vremenom u udarnom valu zraka na udaljenostima 1 m, 2,7 m i 11 m iz središta eksplozije sfernog naboja trinitrotoluena mase 1 kg. Snimanje kolebanja atmosferskog tlaka u zračnom valu na udaljenosti od 11 500 km od mjesta eksplozije s energijom od 1016 J. Val tu udaljenost prijeđe za oko 10 sati.
Velik sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .
Pogledajte što je "Blast Wave" u drugim rječnicima:
Kretanje medija generirano eksplozijom. Pod utjecajem visokog tlaka plinova nastalih tijekom eksplozije, okolina koja okružuje centar eksplozije doživljava kompresiju i dobiva veliku brzinu. Gibanje se prenosi s jednog sloja na drugi, pa područje... Fizička enciklopedija
Moderna enciklopedija
udarni val- EKSPLOZIVNI VAL, kretanje medija koje nastaje eksplozijom. Nagla promjena agregatnog stanja na fronti udarnog vala širi se nadzvučnom brzinom (vidi udarni val). Površina fronte udarnog vala je kontinuirano ... ... Ilustrirani enciklopedijski rječnik
- (a. udarni val, udarni zrak, eksplozivni val; n. Explosionswelle; f. onde explosive; i. onda explosiva) proces kratkotrajnog poremećaja ravnotežnog stanja medija (plinovitog, tekućeg ili krutog), širenje iz eksploziva ... ... Geološka enciklopedija
Udarni val nastao eksplozijom. Fronta udarnog vala kreće se od središta eksplozije brzinom većom od brzine zvuka, dok se površina fronte udarnog vala monotono povećava, a njegova brzina i intenzitet opadaju... Veliki enciklopedijski rječnik
Kretanje medija generirano eksplozijom, u kojem dolazi do naglog povećanja njegove gustoće, tlaka i temperature. Nagla promjena stanja medija, udarni val širi se nadzvučnom brzinom. Na velikim udaljenostima ... ... Pomorski rječnik
udarni val- područje jake kompresije medija (plinovitog, tekućeg ili krutog) koje nastaje eksplozijom, brzo se širi u svim smjerovima od mjesta eksplozije. Zamah s jednog sloja na drugi prenosi se zbog udarne kompresije, što uzrokuje udarni val u mediju ... Ruska enciklopedija zaštite rada
udarni val- (shock wave) elastična deformacija medija u kojem se dogodila (vidi) V. st. je područje jake kompresije medija (zrak, voda, zemlja) koji se širi od mjesta eksplozije nadzvučnom brzinom. Nastao kao rezultat širenja ... ... Velika politehnička enciklopedija
Područje medija komprimirano produktima eksplozije koji se šire od mjesta eksplozije nadzvučnom brzinom. Na vanjskoj granici ovog područja, koja je fronta udarnog vala, medij prelazi u stanje gibanja s višim ... ... Rječnik hitnih slučajeva
udarni val- — Teme industrija nafte i plina EN detonacija val eksplozija val eksplozije val … Tehnički prevoditeljski priručnik
Udarni val nastao eksplozijom. Fronta eksplozivnog vala kreće se od središta eksplozije brzinom većom od brzine zvuka, pri čemu se površina fronte eksplozivnog vala monotono povećava, a njegova brzina i intenzitet opadaju. *…… enciklopedijski rječnik
knjige
- Kriminalni ratovi RUOP , P. Dashkova , A. Molchanov , S. Ustinov , B. Rudenko , A. Volos , A. Sergeev , Tko je najozbiljniji protivnik RUOP-a? Kako se razvijaju operacije infiltracije organiziranog kriminala? Koja je specifičnost posla za prave muškarce? Tko su maskirani borci? Kategorija: Domaći muški detektiv Izdavač:
UDARNI VAL- kretanje kroz tvar, površinu diskontinuiteta brzine strujanja, tlaka i drugih veličina. U. in. nastaju tijekom eksplozija, detonacija, tijekom nadzvučnih kretanja tijela (vidi. nadzvučno strujanje), sa snažnim električnim ispuštanja itd. Npr. na U zračnoj eksploziji eksploziva (BB) pod visokim tlakom nastaju visoko zagrijani produkti. Produkti eksplozije pod pritiskom se šire, pokreću i sabijaju najprije najbliže, a zatim sve udaljenije slojeve zraka. Površina koja odvaja komprimirani zrak od neporemećenog zraka je UV.
Najjednostavniji primjer nastanka i širenja ultraljubičastih valova je kompresija plina u cijevi pomoću klipa. Ako se klip, koji je u početku bio u stanju mirovanja, odmah počne pomicati od stupića. ubrzati I, zatim neposredno neposredno prije nego nastane U. v. Brzina njegovog širenja D za neporemećeni plin konstantan i više I. Stoga je razmak između klipa i U. stoljeća. udio se povećava. vrijeme kretanja. Brzina plina za U. in. poklapa se s brzinom klipa (slika 1). Ako klip ubrzava do brzine I postupno, zatim U. c. ne formira se odmah. Prvo se javlja val kompresije s kontinuiranom raspodjelom gustoće i tlaka. Tijekom vremena, strmost kompresijskog vala raste, budući da ga poremećaji iz ubrzanog klipa sustižu i pojačavaju, što na kraju dovodi do prekida kontinuiteta cijele hidrodinamike. veličine i na U.-ovo obrazovanje stoljeća. (cm. osnovna dinamika).
Riža. 1. Distribucije gustoće r u uzastopnim točke u vremenu t = 0, t 1 , t 2 u udarnom valu, uzbudljivonošen klipom koji se kreće konstantno brzina i
(D- brzina udarnog vala; D>u)
.
Razlikuju se izravni UV, u koji tvar teče duž normale na površinu, i kosi UV. Potonji nastaju, primjerice, tijekom nadzvučnog kretanja tijela - raketa koje lansiraju svemirske letjelice. sprave, školjke i sl., kada se U. stoljeće kreće ispred tijela. Geometrija ovisi o obliku tijela i drugim parametrima. Stoga, u koordinatni sustav, gdje je U. u. miruje, plin teče u svaki element njegove površine pod svojim kutom. Ako taj kut nije pravi kut, tada je površinski element kosi kut. Na kosim U. v. normalna komponenta brzine materije prolazi kroz diskontinuitet, ali tangencijalna komponenta je kontinuirana. Shodno tome, na kosom U. st. strujnice se lome (o kosim valnim oblicima, vidi Tuljani skaču Prelaskom na novi koordinatni sustav koji se kreće paralelno s plohom diskontinuiteta, kosa U. v. uvijek se može svesti na ravnu liniju. Stoga su izravni ultraljubičasti valovi od najvećeg interesa, a dalje ćemo govoriti samo o njima.
Zakoni udarne kompresije. Agregatna stanja s obje strane UV: tlak R, gustoća r, brzina protoka u odnosu na U. v. u i ud. unutarnje energije e povezani tzv. Omjeri m i R e n c i n - G o g o n o :
to-rye izražavaju zakone održanja mase, količine gibanja i energije. Indeksi 1 i 2 odnose se, redom, na vrijednosti prije U. stoljeća. a iza nje. Osim toga, vrijednosti E, R vezan jednadžba stanja. Brzina distribucije U. stoljeća. u neporemećenoj tvari jednak je T. o., za dane parametre tvari ispred vala R 1 i šest vrijednosti: povezanih s pet ur-niami, tj. U. v. dano R 1 i r 1 karakterizira samo jedan neovisni parametar, na primjer. D ili R 2 , kroz koji se mogu izraziti sve ostale veličine.
Intenzitet U. stoljeća. obično karakteriziran relativnim skokom tlaka ili machov broj Gdje a 1 - u tvari prije U. stoljeća. Za U. stoljeća. niskog i visokog intenziteta odnosno Ako
Iz sustava (1) dobivaju se sljedeći izrazi za brzinu strujanja I u vezi sa sadržajem prije U. stoljeća. (brzina plina u laboratorijskom koordinatnom sustavu na slici 1):
(gdje-str. volumen), kao i omjer
Riža. 8. Distribucije relativna gustoća ioni n = N/N 0 , stupanj ionizacije a, bezdimenzijski elektronionske i ionske temperature q e = kT e /MA D 2, q i =kT i /MA D 2
(M A je masa atoma) u udarnom valu u zraku pri D = 58
km/s; gustoća atoma ispred udarnog vala r 1 =3.5. 10 15
cm -3.
Mjerenje svjetline U. in. omogućuje procjenu temp T 2. Na T2 Na 10 000 K, zagrijani sloj zraka djelomično štiti vidljivo zračenje plina koje dolazi iza ultraljubičastog, koje bi se u hladnom zraku širilo praktički bez apsorpcije. Efekt probira sprječava snimanje vrlo visokih vrijednosti T 2. U zraku normalne gustoće, temperatura svjetline pa nikada ne prelazi 50 000 K, bez obzira koliko je visoka temperatura pa T 2 .
Eksperimentalni (uglavnom u pokusima s udarnim cijevima) i teorijski. istraživanja zračenja U. stoljeća. imaju veliku praktičnu značaj u vezi s problemima zaštite nadzvučnih letjelica od zračenja. pregrijavanje, stvarajući snažne pulsne izvore e-mag. zračenje, itd.
Magnetohidrodinamički U. in. širiti u električno vodljivom (ioniziranom) plinu u prisutnosti ekst. magn. polja. Njihova teorija temelji se na jednadžbama magnetohidrodinamika. Relacije tipa (1) uzimajući u obzir magnetsku. sile dopunjuju uvjeti, kojima su podvrgnuti el. i magn. polja na granici dva medija. Magn. pojavljuju se efekti što jači, veći je omjer magn. pritisak H 2 / 8p na tlak plina, gdje H- magnetska snaga. polja. Hvala dodati. parametri i varijable koje karakteriziraju veličinu i smjer magnetskog. polja s obje strane diskontinuiteta, magnetohidrodinamička. U. in. razlikuju se velikom raznolikošću svojstava u usporedbi s uobičajenim U. stoljeću.
U. bez sudara. U izrazito razrijeđenoj plazmi (laboratorijska, kozmička), gdje se čestice praktički ne sudaraju jedna s drugom, moguće je i ultraljubičasto zračenje. Istodobno, širina U. stoljeća. ispada da je puno manji od duljina puta čestica. Mehanizam disipacije, koji dovodi do transformacije dijela kinetičke. energija usmjerenog gibanja neporemećenog plina (u koordinatnom sustavu koji se kreće zajedno s valnim oblikom) u energiju toplinskog gibanja povezana je s kolektivnim međudjelovanjima u plazmi i pobuđivanjem plazma oscilacija. U prisustvu magneta. polja u udarni valovi bez sudara značajni su i učinci ionskog uvijanja i električne indukcije. polja tijekom pomaka magnetskog. polja pokretne plazme. Ljestvica širine UV-a bez sudara. služi kao količina S/ w R, Gdje S- brzina svjetlosti, w str
= =(4
str e 2 ljubimac) 1/2 - frekvencija plazme.
U. in. u plinskim suspenzijama. Pri distribuciji U. stoljeća. za plin s niskom volumenskom koncentracijom prašine u SU, samo se komponenta plina ubrzava, komprimira i zagrijava, budući da makroskopski. čestice prašine se vrlo rijetko međusobno sudaraju, a u interakciji s plinom njihova brzina i tempo se relativno sporo mijenjaju, a nakon SU se relaksiraju. zoni dolazi do postupnog usklađivanja brzina strujanja i temperature komponente. U tom slučaju relativna masena koncentracija prašine prolazi kroz maksimum, budući da je snižena u SU, te bi u prosjeku po cijelom volumenu trebala biti ista kao prije U. stoljeća. Prašina je često zapaljiva (u rudnicima ugljena, mlinovima, dizalima itd.). Proučavanje uvjeta paljenja prašine u U. stoljeću. s mogućim prijelazom izgaranja u detonaciju jedan je od važnih znanstvenih i primijenjenih problema.
U. in. u kondenziranom mediju. U kondenziranim medijima (krutine i tekućine) u U. stoljeću, dobiveni u lab. uvjetima, može se postići iznimno širok raspon tlaka. Tijekom detonacije kondenziranih BB nastaju i zatim prelaze u tvar koja se proučava, koja je u kontaktu s BB - krutina ili tekućina - U. v. s pritiskom do nekoliko stotine kbara. Pomoću oblikovanih naboja postižu se tlakovi reda veličine megabara. Za primanje U. stoljeća. vrlo visokog intenziteta također se koriste posebni. plinske i druge topove, koji ubrzavaju granate-ploče, koje onda udaraju u prepreku od tvari koja se proučava. Zahvaljujući razvijenim 1940-50-ih. metode dobivanja i dijagnosticiranja U. stoljeća. postali su snažno i uvelike nezamjenjivo sredstvo eksperimentiranja. istraživanje fizikalno-kemijski. i druga svojstva tvari u ekstremnim uvjetima. Osobito široko U. stoljeća. koristi se za određivanje razina stanja krutih tvari i tekućina pri visokim tlakovima i temp-pax, koje se ne mogu postići u statici. eksperimenti. Mjerenje dvije brzine D I I, možete izračunati str 2 i u 2
od f-lam
koje slijede iz (2), a zatim pronađite e 2 od (3). (Ubrzati I izmjerena e-magn. metoda ili tzv. metodom lomljenja, mjerenjem brzine strugotine koja nastaje pri izlasku ultrazvučnog vala. na slobodnoj površini ispitnog uzorka.) Nakon što su izvršena mjerenja i proračuni pri razgradnji. UV intenziteti, pronađite ovisnost str 2 I e 2 od u 2
na UA. Ponekad umjesto ili uz brzinu I mjeriti tlak (s piezo senzorom), gustoću (rendgenski) ili temperaturu (u prozirnim tvarima). (Kada se primjenjuju na kondenzacijske medije, takva su mjerenja manje svestrana i obično tehnički složenija.) 2 prikazuje podatke za elektrodu AA:
, 
.
tab. 2.
* T vrijednosti 2 izračunato po državnoj razini.
AA tekućina i (do relativno malih odstupanja povezanih s promjenom prirode deformacije pri prolasku kroz granicu elastičnosti) čvrstih tijela pri niskim stupnjevima kompresije, 
, malo se razlikuju od izentrope i obično se dobro aproksimiraju pomoću f-loy
Gdje A I n-parametri određeni tijekom aproksimacije. npr. za vodu A 3000 atm, n 7-8, za metale n 4, za vrijednosti željeza, bakra i duraluminija A redom su 500, 250 i 200 kbar. Informativniji podaci o razinama stanja dobivaju se u slučajevima kada je za istu tvar moguće izmjeriti ne jednu, već dvije ili više njih. UA. Da biste to učinili, morate promijeniti parametre početka. stanje materije. To se postiže: a) odražavanjem U. stoljeća. od tvrde barijere. Odraženi U. u. širi se kroz tvar koja se sabija i zagrijava u padajućem valu; b) posebnim priprema tvari u visoko poroznom stanju. Na primjer, prirodno porozno stanje vode ili leda je rahli snijeg. S kompresijom udarnog vala na iste otkucaje. volumena, porozna tvar se uvijek jače zagrijava i tlak u njoj je obično veći. Budući da jednadžba stanja definira odnos između e, str I V na površini p, v, i to ne samo na linije, takve empir. nema načina da se dobije ur-cija države. No, moguće je pronaći ili bitno doraditi "parametre analitičke jednadžbe stanja dobivene aproksimativnom metodom. To je osobito važno, budući da se teorija jednadžbi stanja kondenzatorskih medija temelji na vrlo približnim modelima i njezine mogućnosti Predviđanja su ograničena na ovaj poluempirijski način. dobivena u eksperimentima s UV zračenjem, našla su široku primjenu u znanosti o Zemlji i drugim planetima Sunčev sustav i dopušteno prijeći u proučavanje internih. strukture planeta i njihovih satelita na kvalitativno novu razinu.
Širina SU u U. c. visokog intenziteta u kondenzatoru. medijima oko 1000 puta manje nego u plinovima normalne gustoće. Isto toliko je smanjena i zona kolebat. relaksacija u molekularnim tekućinama i kristalima na istoj temperaturi T 2. Taljenje se događa tako brzo da se u strukturi U. stoljeća. vrlo rijetko je moguće promatrati čvrsto tijelo u metastabilnom, pregrijanom stanju. Brzina polimorfnih transformacija varira u iznimno širokom rasponu, ovisno o mehanizmu preuređivanja kristala. rešetke i na intenzitet ultraljubičastog c. Ako novi kristalni modifikacija se može dobiti uređenim malim pomakom atoma zbog volumetrijske i posmične deformacije izvorne rešetke (mehanizam tzv. martenzitnog tipa), zatim nakon neke prekomjerne kompresije (u odnosu na termodinamičku faznu granicu), transformacija se odvija vrlo brzo - tijekom vremena od reda 10 -8 s ili manje. Potreban stupanj prekomjerne kompresije ovisi o broju i rasporedu defekata u izvornoj rešetki (početnih i nastalih u procesu kompresije udarnog vala) te o koncentraciji nove faze. Prema tome, raspon tlaka u kojem obje kristalne koegzistiraju. modifikacija je obično velika u usporedbi s termodinamičkom ravnotežom. Brzo preuređenje rešetke uočeno je, na primjer, u željeznim i kalijevim halogenidima. Ako izgraditi novi kristal. rešetke zahtijevaju složene permutacije atoma, koje se mogu ostvariti toplinskom difuzijom uz prevladavanje ogromnih aktivacija. barijere od nekoliko eV do desetaka eV, novi kristalni. modifikacija ili uopće ne nastaje (do takvih intenziteta ultraljubičastog zračenja, pri kojima prestaje područje njegove termodinamičke stabilnosti i nastaje druga kristalna faza višeg tlaka ili se tvar rastali), ili nastaje nova kristalna faza. modifikacija se događa toplinskom difuzijom na mjestima jakog nehomogenog zagrijavanja izvorne rešetke tijekom plastike. protok (tzv. heterogeni mehanizam faznog prijelaza). Istovremeno, ostatak mase materije je u metastabilnom stanju. Na primjer, tijekom širenja U. stoljeća. na kvarcitu se ne opaža stvaranje gušće visokotlačne faze, koesita, a prijelaz u još gušću modifikaciju, stišovit (ili stišovitu sličnu amorfnu fazu), nastavlja se do tlakova od ~400-450 kbar, dok u termodinamičkom. u ravnotežnim uvjetima nastajanje stišovita u U. stoljeću. počinje i završava u relativno uskom području tlaka u blizini točke s tlakom od ~ 100 kbar. Kvarcit koji nije prošao faznu transformaciju gubi stabilnost i postaje amorfan pri tlaku od 230-300 kbar.
Nastala u U. stoljeću. kristalan a amorfne strukture često opstaju proizvoljno dugo u metastabilnim stanjima nakon što se pritisak ukloni. Polazni materijal također može biti u metastabilnom stanju. Takva raznolikost mogućnosti koristi se za dobivanje u U. stoljeću. poznate i nove modifikacije tvari sa zadanim, često jedinstvenim fizikalno-kemijskim. i mehanički svojstva, npr. tehn. dijamant i vrlo tvrda modifikacija bor nitrida – borazon. Jedinstvenost svojstava metastabilnih tvari dobivenih u U. stoljeću je zbog činjenice da je utjecaj U. stoljeća. do kondenzatora materija nije ekvivalentna sporom sabijanju i zagrijavanju. Važna je kinetika procesa u U. stoljeću. i naknadni istovar.
U. in. koristi se u znanstveno intenzivnim tehnologijama. postupci kaljenja dijelova strojeva, rezanja i zavarivanja metala, prahova za prešanje i dr.
Lit.: 1) Landau L. D., Lifshitz E. M., Hidrodinamika, 4. izdanje, M., 1988.; 2) Ya. B. Zeldovich, Yu. P. Raiser, Fizika udarnih valova i visokotemperaturnih hidrodinamičkih pojava, 2. izdanje, M., 1966.; 3) Kuznetsov N. M., Termodinamičke funkcije i udarne adijabate zraka pri visokim temperaturama, M., 1965.; 4) E. V. Stupočenko, S. A. Losev i A. I. Osipov, Procesi relaksacije u udarnim valovima, Moskva, 1965.; 5) Be-likovichA. L., Lieberman M. A., Fizika udarnih valova u plinovima i plazmi, M., 1987.; 6) Artsimovich L. A., Sagdeev R. 3., Fizika plazme za fizičare, M, 1979.; 7) Landau L. D., Lifshits E. M., Elektrodinamika kontinuiranih medija, 2. izdanje, M., 1982.; 8) Kuznetsov N. M., Stabilnost udarnih valova, UFN, 1989, v. 159, c. 3, str. 493; 9) L. V. Altshuler, Upotreba udarnih valova u fizici visokog tlaka, UFN, 1965., vol. 85, c. 2, str. 197; 10) Dinamičko istraživanje čvrste tvari pri visokim tlakovima, sub., per. s engleskog, M., 1965.; 11) Avrorin E. H. [et al.], Snažni udarni valovi i ekstremna stanja materije, UFN, 1993., vol. 163, br. 5, str. 1.
H. M. Kuznetsov, Yu. P. Raiser.
