Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

г

Ркс,атм ГксК 30

р, кг/м

6,25


О 10 20 9,МДж/м^

Рис. 3.6 . Зависимость квазистатических температуры Т^., давления и плотности насыщенных паров натрия р от плотности энергии q,

при плотности аргона 0,6 кг/м^

Этот результат можно сформулировать и так: только -15% энергии взрыва после установления квазистатического давления находятся в виде, способном без преобразования произвести механическую работу. Эта агрессивная часть энергии известна из правил эксплуатации сосудов под давлением: произведение давления на объем ( кс ) принимается за меру опасности разрушения сосуда.

На установление квазистатических температур и давлений потребуется 20...30 миллисекунд. Скорость испарения натрия будет зависеть от предварительного дробления натрия взрывной волной и проникающим излучением (за счет <2gx и бизл ) Возможные способы ускорения испарения рассматриваются в § 4.6-4.7.

Передача энергии паров всей массе натрия не влияет на работоспособность КВС, но вносит коррективы в работу вспомогательных агрегатов. Длительность этой стадии зависит от конструкции взрывной камеры; в § 5.8 показано, как сделать эту длительность меньше 10 секунд. После полной передачи тепла всей массе натрия давление в камере становится близким к атмосферному. Параметры теплоносителя приобретают статические значения (Pg.j.< 1 атм, rg.j, = 520...700 °С) и в течение большей части времени между взрывами не меняются.

Энергозаряд & что позволяет счит ны и по расчетным в атмосффе. В час параграфы Сильн смотрение сильноп знакомы далеко не и зависимостей upi

Предваритель! симую излучением центра взрыва, но i вне, поэтому оценк

Фронт волны ближении от радиу и энфговыделения

Уплотнение п можного значения, одинакова:

где Y-f

стоянном давлении

При высоких 5 сферы радиусом г, торого Аг приблиз

Газ в этом слс волны), равной

то есть приблизительно в 7 раз меньше, чем можно было бы ожидать для идеального газа по формуле (3.28).



м ожидать для идеаль-

., давления ги энергии q.

-15% энергии взрыва :я в виде, способном I агрессивная часть 1ением: произведение разрушения сосуда, авлений потребуется ависеть от предварившим излучением (за 1ния рассматриваются

[ет на работоспособ- ательных агрегатов, шой камеры; в § 5.8 . После полной пере-[тся близким к атмо- атические значения [асти времени между

§ 3.5. Взрывная волна

Энергозаряд будет иметь много меньшую массу, чем аргон в КВС (1800 т), что позволяет считать взрьш точечным . Решения таких задач хорошо известны и по расчетным моделям, и по экспериментам с испытанием ядерных зарядов в атмосфере. В частности, в упоминавшейся монографии [52] этому посвящены параграфы Сильный взрыв в однородной атмосфере и Приближенное рассмотрение сильного взрыва . Поскольку с физикой высоких плотностей энергии знакомы далеко не все, позволим себе изложить упрощенное описание явлений и зависимостей при таком взрьше.

Предварительно заметим, что мы не выделили отдельно энергию, переносимую излучением разогретого газа. Доля этой энергии излучения велика вблизи центра взрыва, но тепловое излучение производит меньшее механическое действие, поэтому оценки механических эффектов окажутся несколько завышенными.

Фронт волны распространяется со скоростью D, зависящей в первом приближении от радиуса г, которого волна достигла в момент t, плотности среды рд и энерговьщеления взрыва Q:

(3.30)

(3.31)

Уплотнение газа на фронте взрывной волны достигает максимально возможного значения, и на всем протяжении КВС плотность газа на фронте будет одинакова:

Y + 1 Рф=Ро-

(3.32)

где у =

коэффициент Пуассона (отношение теплоемкостей газа при по-

стоянном давлении- Ср и объеме-Су). . ; .

При высоких уплотнениях основная масса газа, ранее находившаяся внутри сферы радиусом г, сосредоточивается в тонком сферическом слое, толщина которого Аг приблизительно может быть оценена в нашем случае как

Аг = (0,03...0,04)(у + 1)г

(3.33)

Газ в этом слое движется со скоростью f/ф (массовая скорость на фронте волны), равной

у + 1



Давление на фронте волны зависит в основном от энергии и радиуса:

1 Q

(У+1)

3(7+1)

. 3

(3.35)

По порядку величины давление на фронте равно энергии взрыва, поделенной на объем, охваченный взрывной волной. Представление о профилях давления, скорости, температуры и плотности для среднего у в условиях сильного взрыва можно получить из рис. 3.7 [52].


Рис. 3.7. Профили давления, плотности, скорости и температур для сильного точечного взрыва в газе с у = 1,23

Давление, оказываемое волной на защитную стенку при нормальном падении и отражении, больше давления на фронте:

ЗС =ф

(3.36)

Приведенные выше приближенные соотношения показывают, что при расположении защитной стенки на расстоянии г = 50 м от энергозаряда с g = 25 кт т. э.

(10 Дж) действующая на нее взрывная волна будет иметь скорость D ~ 10 км/с, давление на фронте /ф ~ 1000 атм.

При отражении от поверхности защитной стенки (если она плоская и волна падает перпендикулярно плоскости) давление на границе аргон-натрий может достигать =10 ООО атм. Столь высокое давление будет существовать недолго (-0,1 мс).

Давление взрывной волны на защитную стенку не имеет первостепенного значения, поскольку стенка жидкая, подлежит разрушению и перед очередным взрывом формируется вновь. Гораздо большее значение имеет интеграл от давления по времени, или удельный механический импульс /, переданный защитной стенке.


Основная доля мех< ны, а кинетической ный механический пользовали частичн Часть энергии

движения газа, мае Полный импух

Своеобразный взрыва в кинетичс! Пуассона у, котор Для большинства с

и 0,2. Приняв Г1 = Pq =0,6 кг/мЗ)мо>

где г (г) -в Па-с;

Это позволяет действующую на р; цилиндрической ка

более точных оцен( Как видно, ма гозаряда составляе Выше и ниже норм момента удара по i Для грубых оцено стенку данных, при Отметим, что передан защитной за -50 мс. Удельн



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов