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

Конечно, можно было бы, основываясь на побочных опытах, декларировать, что в КВС амплитуды давлений (оцененные гл. 3, 4 с запасом ) в десятки раз ниже, чем в изученных камерах [70]. То есть задача обеспечения прочности КВС принципиально решаема. Вместе с тем и сами запасы оценок, проведенных в этих главах, могут оказаться не малыми.

Чтобы это показать, в РФЯЦ - ВНИИТФ было проведено несколько двумерных расчетов для вполне конкретной геометрии защитной стенки. Расчеты были выполнены для взрывной камеры КВСЗ. Это экспериментальный, но способный производить коммерчески выгодную энергию КВС. Ранее о нем уже неоднократно упоминалось [47, 61], подробнее мы вернемся к КВСЗ-Э в заключительной главе. Сейчас же, перед тем как описать геометрию камеры и защитной стенки, а также результаты двумерных расчетов, поясним, в чем физическая сущность тех запасов, которые пропадают в одномерных оценках и расчетах.

В одномерной модели нет другого выхода, как разделить всю массу защитной стенки на какое-то количество слоев, каждый из которых следует считать герметичным. При этом слои должны разгоняться в радиальном направлении (рис. 6.8, а) и бить по всей сферической поверхности корпуса одновременно. Рассмотрим слои 1,2 и 3 ъ схеме с одномерной моделью. Слой 1 воспринимает

взрывной импульс импульс

q и при подлете к корпусу передает удельный


\ - корг

* \


а б

Рис. 6.8. Схема разгона защитных стенок в одномерном (а) и двумерном (б) вариантах

То есть чем ближе к центру слой, тем меньший удельный импульс он передает корпусу от импульса взрывной волны. Слой 3 был бы наиболее опасен.

Но это далеко ной радиусом ц , я,

Если масса слоя на скорость будет зави оболочку - своеоЕ схеме оценок слой в Другая ситуац] (рис. 6.8, б). Фрагме] взрывной волны в р стенка. Разгоняться начнет уравновеши

ти I. Приблизительь

никновение газа по

разгон фрагмента 2. окончательного воз)

6.7.2. Многофо)

Коническая фо компенсации недос камеры меньшим р ниях в верхней и hi статическим давлен но сузить верхню

Технологическ! также казалось бол пытке сформирован скорости фонтан, В1 ближе к оси камерь камеру ими заполн: шая часть объема к конденсации паров

Система дож; охлаждения боково (рис. 6.9). Внутрс! с отверстиями. За С' формирования ЗС к натрия посылает на из капель натрия мс

Путем увеличе] переливаться через полезна как перед




1ытах, декларировать, iacoM ) в десятки раз яения прочности КВС оценок, проведенных

едено несколько дву-гной стенки. Расчеты аментальный, но спо-iC. Ранее о нем уже ;я к КВСЗ-Э в заклю-рию камеры и защитим, в чем физическая 1С оценках и расчетах, ить всю массу защит-5рых следует считать 1альном направлении рпуса одновременно. Слой 1 воспринимает

i передает удельный


гмерном (б) вариантах

[ый импульс он пере-шиболее опасен.

Но это далеко не так. Квазистатическое давление в полости, ограниченной радиусом А], намного больше, чем в полости, ограниченной радиусом гз.

Если масса слоя на радиусе ц такая же, как на радиусе гз, то окончательная

скорость будет зависеть от КПД того теплового двигателя , который разгоняет оболочку - своеобразный сферический поршень . Поскольку в одномерной схеме оценок слой не разрывается, ему придется разгоняться.

Другая ситуация складывается при реализации многофонтанной стенки (рис. 6.8, б). Фрагмент защитной стенки на радиусе ц получает удельный импульс взрывной волны в результате косого удара, то есть меньший, чем сферическая стенка. Разгоняться этот слой долго не сможет: через некоторое время разгон начнет уравновешиваться давлением , создаваемым газом, прошедшим по пути I. Приблизительно такое же давление Р2 начнет разгонять участок 2, но проникновение газа по пути II создаст давление Р3, которое значительно уменьшит

разгон фрагмента 2. Однако это все рассуждения качественные. Для уменьшения окончательного воздействия необходим подбор параметров защитной стенки.

6.7.2. Многофонтанная стенка в конической камере

Коническая форма взрывной камеры первоначально предназначалась для компенсации недостатка гидростатического давления грунта в верхней части камеры меньшим радиусом поверхности. Различия в растягивающих напряжениях в верхней и нижней частях бочкообразной камеры, нагруженной в расчете статическим давлением при заглублении в грунт, оказались велики. Было решено сузить верхнюю часть бочки.

Технологически выполнение верхнего свода камеры при меньшем диаметре также казалось более простым. Следующее преимущество выявилось при попытке сформировать систему кольцевых фонтанов. При меньшей начальной скорости фонтан, выпущенный из верхней части конической камеры, проходил ближе к оси камеры. При сравнительно малых скоростях фонтанов коническую камеру ими заполнить проще. Даже при отсутствии начальной скорости большая часть объема конической камеры заполнялась каплями, необходимыми для конденсации паров натрия (см. п. 5.8.3).

Система дождевания объема камеры для конденсации пара натрия или охлаждения боковой поверхности камеры представляется достаточно простой (рис. 6.9). Внутренняя поверхность взрывной камеры снабжена козырьками с отверстиями. За счет натекания натрия из напорных баков через сопла системы формирования ЗС козырек заполняется и по мере заполнения все большую часть натрия посылает на расположенный ниже козырек. При малом натекании завеса из капель натрия может существовать только вблизи корпуса КВС.

Путем увеличения натекания можно создать ситуацию, когда натрий начнет переливаться через края козырьков, образуя объемную завесу. Такая завеса полезна как перед взрывом, так и после взрыва. Но пока обсудим только ту



систему струй и фонтанов, которую сформировали в виде защитной стенки для одного из расчетов (рис. 6.10).

Такая геометрия бьша выбрана после нескольких предварительных расчетов, в которых локальные кратковременные давления на корпус в некоторые моменты времени достигали 250...300 бар. Выбранная конфигурация позволила расчетные давления снизить втрое.


Рис. 6.9. Натриевый дождь в камере конической формы


Рис. 6.10. Начальная геометрия защитной стенки и взрывной камеры для двумерного расчета:

1-6 - кольцевые натриевые фонтаны; 7 - центральный поток, образованный сходящимися струями натрия; 8 - заряд; 9 - завеса из капель натрия

Камера предста три составляющих:

завеса из капе

центральная t трия из пяти колец ( свода камеры. Стр) приближаются к зар щихся вертикальны горизонтальными ir расчете затекание и;

основная мас( сечения которых изс

Взрыв произво;

6.7.3. Результаг

Для расчета п В программе напря! ния натрия. Эти щ в уравнении состоя! ния у, полученные триевой смеси, неко

Значение показе ки в момент Максим! выше. Заниженное з

программе МАХ зав Это расхождение, съ динамическая состав

Во всех точках рости движен!!я нат]

С течением вр давлений и плотное давлению и плотное ние в точке, где так ных точках могут б: мой на каждый мом(

При взрыве с нс

первые 3 мс уходят центра взрыва. Давх гает -900 бар. Но Э1 она успевает отлете

ность ее в этот moms ки защитной стенк центральный поток



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

Червячный редуктор 2Ч-80 монтируется как вертикально так и горизонтально.
© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов