Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Теория горения и взрыва

Основные особенности действия взрыва в различных средах

Ударная волна в воздухе. Основные параметры

Представим себе сферический заряд ВВ, взрывающийся в воздухе.

Расширяющиеся продукты взрыва будут вытеснять прилегающий к ним воздух, сжимая его и приводя в движение.

Продукты взрыва, расширившиеся до объема, равного 10–12 радиусам заряда, продолжают по инерции расширяться до объема, равного 20 радиусам заряда, в этот момент слой сжатого воздуха отрывается от продуктов взрыва и за счет полученной энергии продолжает двигаться самостоятельно со сверхзвуковой скоростью, представляя собой так называемую воздушную ударную волну (рис. 4.9).

Характер образования ударной волны при взрыве

Рис. 4.9. Характер образования ударной волны при взрыве

Увлеченный и двигающийся за фронтом ударной волны воздух оставляет за собой область разряжения, в которой давление падает ниже атмосферного – вакуумное пространство для объемно-детонирующих составов (ОДС).

По мере удаления от центра взрыва энергия, заключенная в волне, уменьшается, скорость ее падает и приближается к скорости звука. Ударная волна воздушного взрыва, достигнув поверхности земли, отражается от нее.

Отраженная волна двигается со скоростью большей, чем падающая, и на расстоянии R* догоняет падающую и сливается с ней, образуя головную ударную волну, свойственную только воздушным взрывам (рис. 4.10).

К параметрам воздушной ударной волны относятся:

ΔΡф – избыточное давление во фронте;

ΔΡотр – избыточное давление отраженной волны;

τ± – время действия избыточного давления;

Формирование фронта головной волны

Рис. 4.10. Формирование фронта головной волны

I – удельный импульс фазы сжатия, разряжения; α – коэффициент, учитывающий действие взрыва на окружающую среду.

Избыточное давление во фронте определяется по следующей формуле:

(4.46)

причем значения коэффициентов αi определяются по табл. 4.4.

Таблица 4.4

Характеристика коэффициента а

Характер взрыва

α1

α2

α3

Воздушный

0,84

2,7

7

Наземный

1,06

4,3

14

Если ΔΡοτр ≥ ΔΡф, то ударная волна считается сильной. Для слабой волны ΔΡотр ≤ ΔΡф,

(4.47)

Величина весьма существенно зависит от действия ударной волны па преграду, если – период собственных колебаний преграды, то τ значительно увеличивается. Импульс, создаваемый ударной волной:

(4.48)

(4.49)

Кинетическая энергия, полученная конструкцией от ударной волны:

, или (4.50)

Эта энергия расходуется конструкцией на работу изгиба и используется при сопротивлении материалов:

(4.51)

Количество ВВ, необходимое для разрушения различных преград, можно определить по следующей формуле:

(4.52)

где Кп – коэффициент сопротивления конструкции; h – толщина перебиваемой конструкции, м; R – расстояние от центра заряда до конструкции, м.

Кп для деревянных конструкций равен 24, для бетона – 18, для стали – 3200.

Особенности взрыва в разных средах

Особенности образования ударной волны в воде

При взрыве заряда в воде (рис. 4.11) продукты взрыва, расширяясь, вытесняют воду, образуют газовый пузырь, который имеет свойство кавитации, так как жидкость не сжимается и формирует большое количество пузырьков воздуха.

Образование ударной волны в воде

Рис. 4.11. Образование ударной волны в воде

Характер разрушения объектов в воде имеет некоторые отличительные способности, связанные с действием не только Р, но и массы среды (воды), которая тоже обладает воздействием на разрушаемый объект.

Действие взрыва в неограниченной твердой среде. Действие взрыва в такой среде можно представить графически в следующем виде (рис. 4.12).

Действие взрыва в неограниченной твердой среде

Рис. 4.12. Действие взрыва в неограниченной твердой среде

Радиус зоны вытеснения Rв определяется из выражения

где т – коэффициент, зависящий от среды и свойств ВВ, или

где К – коэффициент сопротивляемости среды взрыву: для земли К = 0,3; для скальных пород К = 2,1.

Действие взрыва в ограниченной твердой среде. Действие взрыва в такой среде можно представить графически в следующем виде (рис. 4.13).

Вводится величина п – показатель взрыва:

(4.53)

(4.54)

(4.55)

Действие взрыва в ограниченной твердой среде

Рис. 4.13. Действие взрыва в ограниченной твердой среде:

r – радиус воронки; h – глубина расположения заряда

При n = 1, т.е. r = h, образуется воронка нормального выброса, при п > 1 получаются воронки усиленного выброса.

Кумулятивный эффект и кумулятивные заряды

Кумулятивным эффектом называется явление, при котором разлет продуктов взрыва концентрируется в желаемом направлении (рис. 4.14).

Формирование кумулятивной струи

Рис. 4.14. Формирование кумулятивной струи

Размер пробиваемой преграды /пр определяется из выражения

(4.56)

где lэф – размер эффективной части струи; r – плотность струи; rпрегр – плотность пробиваемой преграды.

Скорость кумулятивной струи составляет 10 000 м/с, температура струи – 6273 К, давление – 105 МПа.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы