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

импульс г. При столк-гвовать среднее давле-

ям выражением:

(4.15)

на некоторых ограни-. При этом фактиче-

ным

горм

12 (1 + d2)

ня по корпусу

й высоте Z

(4.16)

(4.17)

(4.18)

Так, для случая г = 1 атм-с, Я= 30 м, <ij = <2 = 1 м, р = 1000 кг/м , tga = 0,2 имеем:

Р^орм - 1 6 МПа - 16 атм; v, = 500 м/с; торм 250 атм; 1-4 мс;

Hp ~2м; ~ 60 мс.

то есть не только средние, но и локальные давления торможения оказываются ниже предела прочности бетона или горных пород.

§ 4.6. Дробление защитной стенки взрывной волной

В предыдущих параграфах основное внимание уделялось тому, как ослабить действие взрыва на корпус взрывной камеры. Мы пытались растянуть во времени воздействие механического импульса взрыва, подчеркивая, что передаем корпусу не всю энергию взрывной волны. Часть этой энергии тратится на разрушение защитной стенки. Раздробив ЗС, ее проще испарить. Фрагменты защитной стенки, придя в движение, могут перекрыть движение нагретого взрывом газа и т. д.

В этом параграфе рассмотрим два явления: отколы от плоской защитной стенки и распьшение массы отдельных фрагментов.

4.6.1. Отколы

Полная диссипация кинетической энергии при ударе легкого тела, летящего с большой скоростью, по неподвижному массивному телу происходит только в том случае, если последнее обладает достаточной прочностью. Легкий сферический слой аргона, налетающий на тяжелую жидкую защитную стенку со скоростью -Ю'м/с, способен вызвать скалывание сравнительно небольших масс натрия с противоположной стороны защитной стенки. Это явление [58] поясним упрощенно.

Поместим сплошную стенку из жидкого натрия на расстоянии =50 м

от центра КВС25. После прихода взрывной волны на стенку движущийся аргон резко тормозится, повышается давление на стенку, газ отлетает назад и давление спадает. Скачок давления распространяется по стенке со скоростью, близкой

к скорости звука в натрии с = 2,5 Ю' м/с, амплитуда давления достигает значения Р„ ==10aтм(10Пa).

Будем считать, что зависимость давления от времени на границе стенки натрия имеет вид

P{t) = P e\ (4.20)

где X ~ 10~ с - характерное время спада давления.

Дальнейшие процессы в стенке иллюстрируются с помощью рис. 4.4.



Отраженная -

взрывная волна v-iy ст

Ударная волна в теплоносителе

Na--- 7,

-\ ~/

-------

о>

ct


Ротк 1

Рис. 4.4. Схема образования отколов: Рп = Per ~ кав| ( О - давление на границе стенки, при котором происходит п-й откол

Взаимодействие взрывной волны с защитной стенкой (Na) приводит к появлению на внутренней поверхности давления P{t). По натрию распространяется

скачок давления, имеющий профиль Р{х). При выходе волны сжатия Р{х) на

внешнюю поверхность ЗС натрий на ней приходит в движение со скоростью Vq , а в обратном направлении движется волна растяжения. В точках, где амплитуда волны растяжения превышает давление сжатия на величину прочности натрия (давление кавитации Р^ав) происходит расслоение. Отколовшиеся слои защитной стенки движутся со скоростями V. i > Vq 2 > отк з и имеют толщины dji 1 < dqt- 2 < <отк 3- Промежутки между слоями вначале увеличиваются,

при торможении слои дробятся. При взаимодействии откольной пьши с горячим аргоном происходит интенсивное испарение натрия.

При выходе в дит в движение со

и по стенке в обр; складывается с пр тяжение. Когда д происходит разры от поверхности ст( растяжения Р . У другу, имеем:

отсюда t] =х.

Первый откол

отлетает от свобод] Далее ситуащ жется равным (Р^,.,

отлетит от стенки.

Промежутки ]

дробятся. При ЭТО!

Через время п

а средняя плотное



в теплоносителе

ггм

происходит п-й откол

(Na) приводит к появ-рию распространяется

олны сжатия Р[х) на

ижение со скоростью 1ия. В точках, где ам-а величину прочности е. Отколовшиеся слои

VoTK 3 и имеют тол-яачале увеличиваются, [1ьной пыли с горячим

При выходе взрывной волны на свободную поверхность последняя приходит в движение со скоростью

votkl ---800м/с,

(4.21)

и по стенке в обратном направлении бежит волна разгрузки (растяжения). Она складывается с прямой волной сжатия, и слой натрия начинает испытывать растяжение. Когда давление растяжения превышает прочность жидкого натрия, происходит разрыв. Обозначим время, прошедшее с момента отражения волны от поверхности стенки до первого разрыва, , давление сжатия , напряжение

растяжения Р . Учитывая, что волны сжатия и разгрузки идут навстречу друг другу, имеем:

р -р р X. р - р . р -р + ct - ct кав с

отсюда ц =х.

Первый откольный слой толщиной

отк 1

кав 2R.

(4.22)

отлетает от свободной поверхности со скоростью vqj, 1.

Далее ситуация повторяется, но вместо давление на новой границе окажется равным - Ркав) и новый откольный слой (откол) со скоростью

2(т ав) РНаС

отлетит от стенки. Этот слой будет иметь толщину

кав

2(т ав)

(4.23)

(4.24)

Промежутки между слоями вначале увеличиваются, при торможении слои дробятся. При этом происходит интенсивное испарение натрия. Через время пролета г^рол расстояние между слоями будет

Д^ = Д^отк'прол

а средняя плотность первой откольнои массы



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