Исследование энергетических характеристик процесса распространения ударных волн : На примере электрического взрыва в воде

• Автор: Ахметов, Наил Дамирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 154 с.

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Сокращенные обозначения

МСС - механика сплошной среды ЭГУ - электрогидравлический удар ЭВ - электрический взрыв УВ - ударная волна ПР - поверхность разрыва ВВ - взрывчатое вещество КЭР - канал электрического разряда

Условные обозначения

А — поглощательная способность К - коэффициент отражения /> - коэффициент пропускания Е - поверхностная плотность потока энергии, Вт/м2 V - объем,м Я - длина волны,м Т - абсолютная температура, К р - давление, МПа (кГ/см ) г, т- время, с ф - время разряда, с

В - удельная плотность энергии, Вт/м2-стер.

а - длина, м

с0 - скорость звука, м/с

а - коэффициент поглощения, м'

[3 - коэффициент рассеяния, м'

к - коэффициент ослабления, м'

1]с - объемная плотность внутренних источников энергии, Вт/м3.
СО - телесный угол, стер.
Гд - радиус канала разряда, м (мм)
Г - расстояние от канала разряда, текущий радиус, м (мм)
I р , (2 8) - длина разрядного промежутка, м (мм)
Д - площадь (поверхность), м т - масса, кг р - плотность, кг/м
и„- напряжение заряда конденсаторной батареи, В (кВ)
С - емкость разрядного контура, Ф (мкФ)
Ь - индуктивность разрядного контура, Г (мкГ) аэ - низковольтная электропроводность жидкости, (Ом-м) № - энергия, вводимая в КЭР, Дж (кДж) и - гидродинамическая скорость, м/с N - скорость распространения УВ, м/с у - эффективный показатель адиабаты Е - субстанция
ИНДЕКСЫ
X - спектральный П - нормальный пад - падающий пог - поглощенный отр - отраженный пр - пропущенный эксп - экспериментальный рас - расчётный
Остальные обозначения и сокращения обговорены в тексте.

СОДЕРЖАНИЕ
Основные сокращения и условные обозначения
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. КРАТКИЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА РАСПРОСТРАНЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН В ВОДЕ 1Л. Предварительные замечания
1.2. Основные особенности процесса распространения ударных волн при подводном взрыве
1.3. Характерные особенности процесса формирования и распространения ударных волн в воде при электрическом взрыве
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕНОСА ЭНЕРГИИ УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ В СПЛОШНОЙ СРЕДЕ 2Л. Формулировка задачи с позиций классической
механики сплошной среды
2.2. Выбор определяющей субстанции. Вывод уравнения переноса
энергии
2.3. Решение уравнения переноса энергии в фундаментальной постановке
2.4. Частные случаи решения при /3=
2.5. Частное решение нестационарного уравнения переноса энергии для цилиндрической формы канала разряда и плоской поверхности
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ
ПАРАМЕТРОВ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВЗРЫВЕ В ВОДЕ
3.1. Экспериментальная установка и методика эксперимента
3.2. Измерение параметров исследуемого процесса
3.3. Первичная обработка экспериментальных данных
3.4. Первый вариант обработки экспериментальных данных и их анализ
распространяющегося со скоростью
с=с,+и,
где —локальная скорость звука при допущении 8=сот% т.е. С^(р)
(1.38) др)
др),'
На основании этого допущения зависимость (г 67г. г) в одномерной постановке может быть представлена следующим уравнением:
сК? _дв _
— + с— = 0. (1.39)

Решение этого уравнения значительно проще, чем (1.29) и может быть доведено в ряде случаев до количественного результата.
Авторы [118 и 91] подчеркивают, что уравнение (1.39) не является логическим выводом из уравнений гидродинамики и его следует «рассматривать как удачное предположение, оправдывающееся хорошим совпадением его решений с результатами численных расчетов» [118, с. 93].
При проведении настоящего анализа уместно поставить вопрос: а каково совпадение расчета с экспериментом? В работе [118] ответ на этот вопрос обсуждается достаточно подробно в заключительной главе. Здесь указывается, что наряду с достаточно удовлетворительным совпадением расчетных и экспериментальных результатов могут наблюдаться и весьма большие расхождения. Последнее авторы [118] объясняют сложностью учета ряда эффектов, в частности нелинейных. Сказанное наглядно иллюстрируется рис.
1.5, заимствованным из работы [118], где в а) форма канала разряда соответствует модели короткого цилиндра и в 6) - сферической модели разряда при больших скоростях расширения канала.
Замечание. Перепроверка этих расчетов по методике [118] показала, что в изображении на рисунках 6.21 и 6.22 допущена опечатка, а именно: ординату р следует увеличить в 100 раз.