Экспериментальное исследование термодинамических свойств металлов в околокритической области перехода жидкость-газ

• Автор: Николаев, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Оглавление
Введение
Г лава 1. Взрывные гидродинамические методы генерации и методы исследования
высокоэнергетических состояний
1.1. Введение
1.2. Взрывной генератор «прямоугольного» импульса давления
1.3. Методика оптической диагностики.
Скоростной многоканальный оптический пирометр
1.4.. Исследование термодинамических свойств
бромоформа при ударно-волновом воздействии
1.5. Экспериментальные методы
1.6. Результаты измерений
1.7. Использование бромоформа в качестве датчика давления
Глава 2. Определение термодинамических и
газодинамических свойств металлов
2.1. Оценка критической температуры с
использованием метода термодинамического подобия
2.2. Полуэмпирические оценки критических
Т, Р, р перехода жидкость - газ
Глава 3. Пирометрия процесса расширения из состояний с большой концентрацией тепловой энергии (свинец, олово, литий, натрий, пористые никель и молибден). Нагрев с передней стороны при помощи нагретого ударносжатого газа

3.1. Свинец
3.2. Результаты экспериментов
3.3. Изучение околокритических состояний
перехода жидкость-пар олова
3.4. Определение параметров критической точки перехода жидкость-пар лития и натрия
3.5. Определение параметров критической точки перехода жидкость-пар никеля и молибдена. Эксперименты с пористыми образцами
Г лава 4. Определение параметров критической точки
перехода жидкость-пар тантала. Газотермический метод
Основные результаты и выводы
Литература

Введение
Многие современные разработки - решение проблемы импульсного термоядерного синтеза, создание магнитногидродинамических и магнитнокумулятивных генераторов, противометеоритная защита космических аппаратов, решение оптимизационных проблем плазмохимии, лазерной и взрывной обработки материалов - требуют для своей реализации информации о термодинамических и переносных свойствах конструкционных материалов и рабочих сред в широком диапазоне изменения термодинамических параметров. Уравнение состояния и переносные свойства на современном этапе развития численного моделирования являются параметром, определяющим не только точность, но и саму адекватность результатов моделирования физической реальности.
Из рассмотрения условной фазовой диаграммы вещества [1] видно, что наиболее важная в практическом приложении внутренняя часть фазовой диаграммы - область жидкого, двухфазного состояния, состояния плотной плазмы - является областью, где не применимо строгое теоретическое рассмотрение без учета сильного межчастичного взаимодействия в квантовомеханической задаче многих тел с отсутствием малого параметра для применения теории возмущения. Общих способов построения строгого теоретического уравнения состояния не существует. Это может быть сказано и относительно процессов переноса.
При конкретных расчетах приходится вводить упрощенные модели, точность которых и область применимости можно найти, лишь сравнивая их результаты с априори более точными расчетами, либо с результатами экспериментов. Другой подход описания тепло физических свойств использует результаты экспериментов в области моделирования для выбора численных

соответствует случаю однородности параметров ударника по пространственной координате в момент соударения с экраном.
Как показывают результаты выполненного в настоящем исследовании одномерного гидродинамического расчета процесса ускорения металлической пластины в слоистой метательной системе [48], при больших скоростях разгона (для стали — выше 5 км/с) становится существенным эффект неравномерности распределения удельной кинетической энергии и плотности по толщине ударника. Пластина при ускорении подвергается воздействию сложной комбинации волн сжатия и разгрузки, и к моменту соударения ее более медленная тыльная часть становится чуть менее плотной, чем в исходном состоянии, а более быстрый слой вещества вблизи передней поверхности — значительно расширенным по сравнению с нормальной плотностью металла. Такой эффект неравномерного разлета (разогрева) ударника приводит к изменению характера наблюдаемого профиля нагружения — вместо быстрого установления стационарного уровня яркости свечения после выхода ударной волны из экрана в бромоформ (как в случае «холодного» ударника, рис. 8, а) наблюдается обусловленный воздействием компактной тыльной части ударяющей пластины продолжающийся рост интенсивности регистрируемого сигнала (температуры и давления) со временем (рис. 8, Ь-сГ).
Численное моделирование взаимодействия разогнанного в слоистой системе ударника с экспериментальной сборкой экран-образец позволяет найти величину х, которая оказывается выше значения согласно оценке (4). Вычисленная поправка для т составила 5-15 % при разных скоростях ударника. Отметим, что использование в расчете различных уравнений состояния металлов [33, 50, 51], привело к разбросу момента прихода волны разгрузки на контактную границу не более 1-2 % в условиях выполненных экспериментов. Необходимые зависимости скорости звука в меди и молибдене брались аналогично [52], используя ударные адиабаты [58]. Для алюминия использовались данные по продольной скорости звука [53], для стали