气相爆轰波马赫反射转捩机理研究

爆轰 试题

1、 燃烧转爆轰的条件 答:DDT 现象的出现和环境(压力、体系、开口、闭口、外壳强度)、炸药的化学性质(热分解动力学、燃速、点燃难易)、物理性质(密实、多孔)等一系列因素有关, 产生正常爆轰的充分必要条件是:药柱直径大于爆轰的临界直径,在药柱中形成强度超过引致爆轰出现所需的临界压力 cr p 。 1. 高密度炸药中向爆轰的转变 当炸药处于某种外壳内,且在外壳中已形成动态压力 dyn p 时,如果 dyn p

爆轰物理

《爆轰物理》教学大纲 课程类别:技术基础教育课 程 课程名称:爆轰物理 开课单位:环境与安全工程 系 课程编号:2080302 总学时:48学 时 学分: 3 适用专业:特种能源工程与烟火技术专业 先修课程:炸药理论、流体力学等 一、课程在教学计划中的地位和作用 《爆轰物理》属于特种能源工程与烟火技术专业重要的技术基础教育课程之一。炸药作为一种能源,具有许多独特的优点。无论在军事上还是在国民经济的许多领域中,炸药均得到广泛的使用。通过对该课程的学习可以使学生了解炸药的爆炸、炸药的起爆机理、炸药中的爆轰传播以及对周围介质做功的能力。同时炸药爆炸现象的发生,爆轰的传播规律以及爆炸效应等有关内容,是本专业学生必备的基础知识。 二、课程内容、基本要求 绪论 1.概述 2.热力学基本知识

本章主要了解爆炸现象及性质并掌握热力学的基础知识。为后述章节打下基础。 第一章炸药的爆炸 1.概述 2.炸药爆炸的特征 3.炸药的组成与爆炸分解 4.炸药的爆炸变化与炸药的分类 5.炸药的主要特性数 6.炸药爆炸对介质的作用 本章主要了解炸药爆炸的特征、对介质的作用,掌握爆热、爆温和爆容等特性数的计算与测定。 第二章炸药的起爆机理 1.概述 2.炸药的热起爆理论 3.炸药的机械作用起爆机理 4.炸药的冲击波起爆 5.炸药对静电放电的感度 本章主要要求学生了解炸药的起爆过程以及起爆能具有的各种形式,重点掌握热起爆和机械作用起爆理论。 第三章冲击波基本理论 1.概述 2.一维非定常等熵流动

3.正冲击波基本关系式 4.冲击波雨贡纽曲线及冲击波的性质 5.运动冲击波的正反射 6.运动冲击波的斜反射 7.冲击波的声学近似 本章要理解特征线的概念及冲击波雨贡纽曲线的含义,区别运动冲击波的正反射与斜反射,熟练掌握冲击波参数的计算方法。 第四章爆轰波的流体力学理论 1.概述 2.爆轰波的基本关系式 3.多方气体中的爆轰 4.爆轰波的定常结构----ZND模型 本章主要重点了解爆轰过程中炸药的化学反应和反应产物质点的运动过程以及一个复杂的爆轰过程可以用比较简单的冲击波流体力学理论而进行研究的方法,掌握根据C-J理论建立爆轰波的基本关系式,根据ZND模型研究爆轰过程的规律。 第五章爆轰波参数 1.概述 2.气相爆轰波参数 3.凝聚炸药的爆轰波参数 4.爆轰波反应区的定常解 5.爆轰波参数的实验测量 本章主要了解爆轰波参数的含义,熟练掌握爆轰波参数的计算公式。

地震反射层位的地质解释

地震反射层位的地质解释 论文提要 地震反射层的地质解释主要是依据地震剖面的反射特征,选择特征明显的标准反射波,然后结合研究区底层层位关系确定反射波代表的地质层位。这种具有明显地震特征和明确地质意义的反射层通常称为发射标准层,反射标准层选取的正确与否直觉影响到剖面对比工作和最终解释成果。 正文 一、地震剖面与地质剖面的对应关系 地震剖面是地质剖面的地震响应,在地震剖面中蕴含大量的地质信息,地震反射所涉及的地质现象,在地震剖面中都应有所反映。然而,在地震剖面中除了地质现象的响应之外,还包含着与地质现象无关的噪声,它们不具有任何地质意义。因此,在地震剖面与地质剖面之间、反射界面与地质界面,反射波形态与地下构造,反射层与底层之间有着紧密的联系,但又存在一定区别。 由于地震反射界面是波阻抗有差异的物性界面,地质上可构成误差的界面是层面、不整合面、剥蚀面、断层面、侵入体接触面、流体分界面以及任何不同岩性的分界面,均可构成地震反射面。对于此种情况,反射面与地质分界面是一致的。在某些情况下,地震反射界面与地质界面是又差异的,不一定与地层或岩性界面具有对应关系。如相邻地层由于颜色和颗粒大小变化具有层面,但没有形成明显波阻抗差异界面,不足以构成地震反射面;另外,同一岩性的地层,既无层面也无岩性界面,但由于岩层中所含流体成分的不同(例如水层与油层的分界面、水层与气层的分界面、油层与气层的分界面),而形成明显的波阻抗差异界面,足以构成地震反射面,该地震反射面不一定代表地质界面。 在一般情况下,具有明显波阻抗差异的地层层面是不整合面,不整合面具有明确的年代地层意义,因而相应地也赋予了地震反射面明确的地层年代含义。确定地震反射界面的地质年代是地震解释十分重要的基础性工作之一。 由地震垂向分辨率分析可知,在薄互层地区,地震记录上的一个反射波,并不是由单一界面产生的单波,而是几十米间隔内许多反射波叠加的结果。地震剖面上的反射界面不能严格的与某一确定的地质界面相对应,而是一组薄互层在地震剖面上的反映。特别是在陆相盆地中,主要为砂泥互层结构,垂向和横向变化大,非均一性十分明显,地震反射趋向于以一种微妙的波形变化“追踪”岩性-地层界面,随着地震分辨率的提高,地震反射的物性界面特征越来越明显,“地震反射同向轴实质上是追踪着反射系数而不是追踪砂岩”(李庆忠,1993):在分辨率较低的情况下,这种薄互层的地震反射界面往往是穿时的。 在有些地区,尽管地质界面的物性差异较大,构造形态明显,但由于界面过短或界

力学名词英文翻译

广义连续统力学generalized continuum mechanics 简单物质simple material 纯力学物质purely mechanical material 微分型物质material of differential type 积分型物质material of integral type 混合物组份constituents of a mixture 非协调理论incompatibility theory 微极理论micropolar theory 决定性原理principle of determinism 等存在原理principle of equipresence 局部作用原理principle of objectivity 客观性原理principle of objectivity 电磁连续统理论theory of electromagnetic conti-nuum 内时理论endochronic theory 非局部理论nonlocal theory 混合物理论theory of mixtures 里夫林-矣里克森张量Rivlin-Ericksen tensor 声张量acoustic tensor 半向同性张量hemitropic tensor 各向同性张量isotropic tensor 应变张量strain tensor 伸缩张量stretch tensor 连续旋错continuous dislination 连续位错continuous dislocation 动量矩平衡angular momentum balance 余本构关系complementary constitutive rela-tions 共旋导数co-rotational derivative, Jaumann derivative 非完整分量anholonomic component 爬升效应climbing effect 协调条件compatibility condition 错综度complexity 当时构形current configuration 能量平衡energy balance 变形梯度deformation gradient 有限弹性finite elasticity 熵增entropy production 标架无差异性frame indifference 弹性势elastic potential 熵不等式entropy inequality

燃烧与爆炸原理考试要点

燃烧的种类:着火、自燃、闪燃。 着火:可燃物质受到外界火源的直接作用而开始的持续燃烧现象。自燃:可燃物质未受外界货源直接作用,但当受热达到一定温度或由于物质内部物理、化学或生物等反应过程所提供的热量聚积起来使其达到一定温度而发生自行燃烧的现象。 闪燃:是液体可燃物的特征之一。在一定的温度下可燃气体蒸发出的饱和蒸气与空气组成的混合气,在与火焰接触时能闪出火花但随即熄灭,这种瞬间燃烧的过程即为闪燃,发生闪燃的最低液体温度叫闪点。燃烧三要素:可燃物质,有氧或氧化剂,点火源。化学爆炸三要素:快速性,放热性,有气体产物。 火灾分类,按可燃物及助燃物种类分:气体火灾,油品,可燃物,电器,金属,空气含氧量超过正常值时导致的火灾。 爆炸种类:气相爆炸包括:混合气体爆炸,气体分解爆炸,粉尘爆炸;凝相爆炸包括:混合危险物爆炸,爆炸性化合物爆炸,蒸气爆炸。 燃爆危险性物质种类:可燃气体或蒸气,可燃液体,可燃固体,可燃粉尘,爆炸性物质,自燃性物质,忌水性物质,混合危险性物质。 着火源种类:明火及高温表面,摩擦与撞击,电火花,静电,雷电,易燃物自行发热,机械和设备故障,绝热压缩。 气体按其燃烧和爆炸的危险性可分为:可燃性气体,助燃性气体,分解爆炸性气体及惰性气体。

理论含氧量:可燃性气体正好完全燃烧所必需的氧气量。 理论混合比:在常温常压下,可燃性气体在空气中完全燃烧时,空气中的可燃性气体浓度C0称为理论混合比。 链锁反应理论:气态分子间的作用,不是两个反应分子直接简单作用得到最后生成物,而是由一连串的反应组成的。该反应只要一经引发生成自由基,就会相继发生一系列基元反应。先由自由基(活性基团)与另一分子起作用,从而产生新的自由基和产物,新的自由基又迅速参与反应。如此下去,直到反应物消耗殆尽,或通过外加因素使链中断而停止反应。链的引发:Cl2 → 2Cl?;链的传递:2Cl? + H2 → HCl + H?, H? + Cl2 → HCl + Cl?;链的终止:H?+ Cl?→ HCl, Cl?+ Cl?→ Cl2, H?+ H?→H2任何链锁反应都由三个阶段组成,即链的引发、链的传递和链的终止。 爆炸极限:可燃性气体或蒸气与空气组成的混合物能是火焰蔓延的最低浓度,称为该气体或蒸气的爆炸下限;能使火焰蔓延的最高浓度,称为该气体或蒸气的爆炸上限。爆炸极限一般可用可燃性气体或蒸气在混合物中的体积百分数来表示,有时用单位体积中可燃物的含量表示单位(g/m3或mg/L)。 危险度=(上限-下限)/下限;下限以下才绝对安全。 影响爆炸极限的主要因素:可燃性混合物的初始浓度,环境压力(压力对上限影响大,对下限影响小),惰性介质及杂质,容器,点火源。

塔里木盆地主要地震反射波组的说明

塔里木盆地主要地震反射波组的地质属性说明 0反射波组:为第四系底,新近系上新统库车组顶; T 1 0反射波组:为库车组底,中新统康村组顶; T 2 1反射波组:为康村组底,中新统吉迪克组顶; T 2 2反射波组:为中新统吉迪克组底,古近系渐新统苏维依组顶; T 2 3反射波组:为苏维依组底砂岩顶; T 2 0反射波组:为古近系底; T 3 1反射波组:为下白垩统巴什基奇克组顶; T 3 1-1反射波组:为下白垩统巴什基奇克组第三段(砂岩,产油)顶; T 3 2反射波组:为下白垩统卡普沙良群巴西盖组顶; T 3 3反射波组:为下白垩统卡普沙良群舒善河组顶; T 3 4反射波组:为下白垩统卡普沙良群亚格列木组顶; T 3 0反射波组:为侏罗系顶; T 4 1反射波组:为中(或下)侏罗统煤层顶; T 4 6反射波组:为三叠系顶; T 4 6s反射波组:为上三叠统哈拉哈塘组砂岩(第三油组)顶; T 4 6z反射波组:为中三叠统阿克库勒组上砂岩(第二油组)顶; T 4 6x反射波组:为中三叠统阿克库勒组下砂岩(第一油组)顶; T 4 0反射波组:为二叠系顶; T 5 1反射波组:为二叠系火山岩顶; T 5 4反射波组:为下二叠统南闸组(或石炭系小海子组)顶; T 5 6反射波组:为石炭系标准灰岩(双峰灰岩)顶; T 5 7反射波组:为东河塘组(含砾砂岩段或东河砂岩)顶; T 5 0反射波组:为海西早期构造运动造成的不整合面,在大部分地区为东河塘组底或中下泥盆统—上志留统克孜尔塔格组顶; T 6 1反射波组:为中志留统依木干他乌组顶; T 6 2反射波组:为下志留统塔塔埃尔塔格组下段(红色泥岩段)顶; T 6 3反射波组:为下志留统柯坪塔格组中段(灰色泥岩段)顶; T 6 0反射波组:为奥陶系顶; T 7 2反射波组:为上奥陶统良里塔格组顶; T 7 4反射波组:为加里东中期Ⅰ幕构造运动造成的不整合面,在隆起区可能为下奥陶统蓬莱坝组或中下奥陶统鹰山组顶;在T 7 斜坡区可能为鹰山组或中奥陶统一间房组顶;在盆地相区为上奥陶统恰尔巴克组底; 0反射波组:为寒武系顶; T 8 1反射波组:为中寒武统盐膏岩顶; T 8 0反射波组:为震旦系顶; T 9 反射波组:为前震旦系顶; T D 1-1反射波组:为中寒武统盐间碳酸盐岩顶; 预留:T 8 0反射波组:为南华系顶; T 10 0现暂为奥陶系顶,只是生产上使用的界线,即柯坪塔格组下段(底砂岩段)的底,其下为桑塔木组泥岩;而特别说明:T 7 从生物地层角度分析,志留系与奥陶系的界线应置于柯坪塔格组中段(灰色泥岩段)底。

膨胀波干扰下的激波反射临界曲线

Copyright ? 2012 版权所有 中国力学学会 地址: 北京市北四环西路15号 邮政编码:100190 Address: No.15 Beisihuanxi Road, Beijing 100190 CSTAM 2012-B03-0123 膨胀波干扰下的激波马赫反射研究 李韶光,姚瑶,高波,吴子牛 清华大学航天航空学院工程力学系 第七届全国流体力学学术会议 2012年11月12—14日 广西·桂林

第七届全国流体力学学术会议 CSTAM2012-B03-0123 2012年11月广西·桂林 膨胀波干扰下的激波马赫反射研究 李韶光*,2),姚瑶+,高波*,吴子牛* *(清华大学航天航空学院工程力学系,北京海淀区 100084) 摘要超音速进气道在超额定状态下,唇口膨胀波会与外压缩激波发生干扰,进而对外压缩激波在唇口上的反射类型和反射结构产生影响。本文考虑了唇口膨胀波对外压缩激波的干扰,得到了不同唇口膨胀角下的激波反射临界曲线,并进行了数值验证。我们发现,在相同的来流马赫数和楔角楔长等条件下,不同的唇口膨胀角会产生不同的激波反射类型。针对马赫反射三叉点在唇口膨胀波之后的情况,通过进一步考虑各种膨胀波和压缩波的干扰,用理论的方法预测了唇口膨胀波干扰下激波马赫反射的波系结构,包括马赫杆的高度、反射激波和滑移线的位置和形状等,并与CFD结果有很好的吻合。 关键词膨胀波,激波,临界曲线,马赫反射,波系结构 引言 超燃冲压发动机进气道内存在着丰富的激波反射现象。在超音速飞行器不同的飞行状态下,进气道的外压缩激波会打在不同的位置。当外压缩激波打在唇口点之后时(图1),它会受到唇口膨胀波的干扰,并对其反射类型和反射结构产生影响。本文将对这一情况展开研究。 图 1进气道非设计状态示意图 众所周知,激波反射存在两种反射类型,正规反射(RR)和马赫反射(MR),如图2所示。RR由入射激波i和反射激波r组成;MR中,入射激波i,反射激波r,马赫杆m和滑移线s相交于三叉点T,形成三激波结构。 图 2正规反射与马赫反射示意图 Von Neumann[1,2]针对RR和MR提出了二 激波理论和三激波理论,并给出了判断RR-MR 相互转捩的两个临界条件,脱体条件和压力平衡条件(也称von Neumann条件)。给出了激波反射类型区域的划分,横轴 M为来流马赫 数,纵轴 w θ为尖楔楔角。von Neumann条件由N θ表示,该曲线下面的区域只可能出现RR;脱体条件由D θ表示,该曲线上面的区域只可能出现MR;两条临界曲线之间的区域为“双解区”,两种反射类型均可能发生,如图3所示。 图 3激波反射类型区域划分 1979年Hornung等[3]预测了RR和MR相互转捩时迟滞效应的存在。1995年Chpoun等[4]首次在实验中发现了RR-MR相互转捩的迟滞现象。随后,Chpoun[5],Ivanov[6,7],Henderson

可燃气体爆燃转爆轰过程的机理探索

可燃气体爆燃转爆轰过程的机理探索 姜宗林,滕宏辉,王春 (中国科学院力学研究所,中国科学院力学高温气体动力学重点实验室,北京,100080) 摘要:本文讨论了可燃气体起爆的两个重要现象:即热点爆炸和反应带加速。研究表明它们是爆燃转爆轰过程中的两种基本流体物理化学过程,都依赖于气体动力学非线性波传播和化学反应不稳定性的相互作用。在化学反应过程中,当可燃气体达到某一临界状态时对温度扰动非常敏感,微弱的温度扰动可以导致化学反应突然加剧,相应的放热膨胀会产生系列压缩波,并以当地声速向周围传播。当压缩波穿过反应与未反应气体面时,由于剧烈的温度变化导致的当地声速突然下降,造成压力波汇聚、形成压力脉冲。压力脉冲可以进一步提高反应界面附加气体热力学状态,而温度的提高又诱导了更剧烈的化学反应。这样一种正反馈机制强化了激波和化学反应,支持了热点爆炸和反应带加速。一般来讲,热点形成于一个球形区域,相应热点爆炸可以产生过驱爆轰,然后经由一个准稳态过程发展成为稳定爆轰。反应带是较窄的带状区域,参加反应的可燃气体相对较少,反应带加速到稳定爆轰是一个渐进过程,没有明显的过驱现象。反应带加速和稳定爆轰的反应区相比,前者存在着明显的反应诱导期,具有更多的反应气体和更高的放热速率。而后者则在三波点碰撞的支撑下围绕CJ爆轰状态作周期性的变化。 1 引言 自然界存在着两种可燃气体燃烧现象:一种是层流燃烧(Laminar Deflagration),相对于未燃气体的传播速度为每秒数米的量级,在无限空间里燃烧产生的超压是微弱的。一种是爆轰(Detonation),传播速度为每秒数千米,燃烧过程伴有强烈的压力升高。层流燃烧依赖于分子扩散和热传导速率;爆轰传播依赖于前导激波的绝热压缩和自燃气体化学能的支撑。这两种燃烧现象广泛存在于自然界和各种工程实际中,可以迅速地由一种模式转变为另一种, 即火焰加速和熄爆。层流燃烧和爆轰依赖于完全不同的物理化学机制,以有两、三个量级差别的速度传播,那么这种转变是怎样实现的?特别是对于爆燃转爆轰,是什么样的物理机制支撑了这种转变?这一直是爆轰物理研究的难题。 根据Lee的分类[1],爆轰波的形成有两种模式:一种模式是借助足够强的点火源产生爆炸波形成过驱爆轰再发展为稳定爆轰;另一种是通过火焰面加速相对缓慢地过渡到稳定爆轰。前一种称为直接起爆,借助强烈的爆炸波完成;而后一种模式则经过爆燃转爆轰过程(Detonation Deflagration Transition, 简称DDT),被称为自起爆模式。最近的研究还表明:即使在点火能量足够实现直接起爆的条件下,点火冲击波的强度往往迅速衰减过CJ爆轰状态,然后再重新加速到稳态爆轰波[2]。这个过程称为爆轰波发展的准稳定期,与DDT发展的后期过程是一致的。因此探索DDT发展机制对于研究可燃气起爆是具有普遍性的。 DDT是一种基本燃烧现象,过去几十年内一直是燃烧理论主要研究的基础问题之一[3]。大量的实验证实:DDT是一个涉及到爆燃波、激波、剪切层、湍流、化学反应、流动不稳定性及这些因素相互作用的复杂过程[3]。过去的研究进展表明DDT涉及到两个重要的流动物理过程:即热点起爆和火焰加速。人们对热点起爆研究比较多,常常称为“爆炸中的爆炸”(Explosion in Explosion)[4] 。关于火焰加速的研究相对较少,而且常常包含一些复杂的现象,如湍流火焰传播、热点形成、界面不稳定性等等。为了建立关于爆轰波发展和传播的一般性理论,有必要对DDT过程中的一些重要现象进行深入的探索,区分、定义出一些基本的气体物理过程,用来作为构造爆轰理论的基础过程。本文应用DCD格式求解了二维多组分NS方程和基元化学反应模型,分别对三个典型算例进行了数值模拟,考察了爆轰波形成过程中热点起爆和反应带加速,探讨了爆轰波发展与传播机制。

油气层的地震反射特征

油气层的地震反射特征 储集层物理性质的横向变化、储集层中聚集的石油和天然气对储集层的物理性质的影响,改变了地震波在这些条件下的传播参数,使其顶、底界面上、下的波阻抗差异发生了变化,这些变化理所当然地使相应界面的反射系数也发生了变化。一般情况下,这些变化的主要表现是: (1)地震波速度发生变化。在品质较好的储集层中、在聚集了油气的储集层中,地震波的传播速度是下降的。 (2)物性界面的反射系数发生了变化。在品质较好的储集层中、在聚集了油气的储集层中,其顶界面的反射系数要下降,底界面的反射系数要增加。值得注意的是:当顶界面的反射系数下降到“负”以后,其反射能量是增加的,只是方向差180度。 (3)反射波频率发生了变化。品质较好的储集层和聚集了油气的储集层地震波频率,在横向上有较大幅度的下降。 (4)在同一储集层中,同时存在的不同性质的流体破坏了所在储层的内部波阻抗相对均一状态,在储集层内部产生了新的波阻抗界面和这类界面上、下波阻抗的差异,形成了相应的地震反射波。流体存在的静态特征使这种反射波同相轴永远保持在水平状态。 储集条件变好的储集层、聚集了石油和天然气的储集层造成的地震波的这种变化,在地震剖面上出现了相应的地震信息。在理论推力方面,这些地震信息的存在是无庸置疑的。然而实际情况,不尽如此,原因是:它们的出现或出现的程度,要受到探区的地震条件、地震勘探的野外采集参数、地震资料的处理技术等多种因素的控制。 在地震技术发展的现阶段,地震剖面较多见的油气显示地震信息有了很多发展。现把主要的一些特征及其应用实例叙述如下。 一.亮点剖面特征 地震波在物性变好的储集层重或者在聚集了油气的储集层中传播时的“低 速”特征,揭示了这些部位的波阻抗值的变化,也揭示了这些部位相应界面上、下波阻抗值差异的变化,还揭示了相应界面地震反射系数的增大或减小,在地震

炸药燃烧转爆轰的原因分析及对安全销毁炸药的启示

炸药燃烧转爆轰的原因分析及对安全销毁炸药的启示 【摘要】本文针对炸药烧毁过程中由燃烧转爆轰的事故,对比了炸药燃烧和爆轰反应,揭示了两者的异同以及分析了燃烧转爆轰的规律及条件,获得了对安全销毁炸药的启示,对安全烧毁废炸药具有实际指导意义。 【关键词】炸药;燃烧;爆轰;安全 1 引言 燃烧转爆轰(Denagrationt to DetonationTransition,简称DDT)是系统由燃烧发展为稳定爆轰过程中出现的一个复杂的物理、化学反应,它广泛存在于火箭推进剂的燃烧、爆破器材的起爆以及炸药的生产、贮存和使用过程中。在炸药的烧毁过程中,由燃烧转为爆轰而发生事故的现象时有发生。究其原因,主要是由于不了解炸药可以由燃烧转为爆轰以及在什么条件下会转化,未采取相应的防护措施。因此,研究炸药燃烧转爆轰的原因,注意避免产生炸药燃烧转爆轰的现象对于安全销毁炸药具有重要的实际意义。 2 炸药的燃烧和爆轰 燃烧和爆轰是炸药分解的两种常见形式。 炸药的燃烧是一种猛烈的物理化学变化。炸药被引燃后,火焰向深层传播,使炸药燃烧。燃烧以燃烧反应波的形式传播,反应区的能量通过热传导、辐射及燃烧气体产物的扩散传入下层炸药。炸药的燃烧按照燃烧速度是否稳定可分为稳定燃烧与不稳定燃烧[1]。 在相同的条件下,测定炸药燃烧的稳定性其结果列于表1中[2]。 由表1可见,猛炸药燃烧稳定性最高,而起爆药最低,易熔炸药(熔点较低的)又比难熔炸药的稳定性高。 爆轰反应是极其复杂的化学反应,是炸药化学反应的最激烈形式。爆轰波沿炸药高速自行传播,速度一般在数百米到数千米每秒,爆压可达几十吉帕,爆温可达几千摄氏度,且传播速度受外界条件的影响很小。 爆轰时,炸药释放能量的速率也很快,因此可产生很高功率。高压、高温、高功率决定了炸药作功的强度。可把爆轰的传播视为爆轰波的传播,它的传播具有波动性质。在爆炸点附近,压力急剧上升,其爆轰产物猛烈冲击周围介质,从而导致爆炸点附近物体的碎裂和变形。 表1 炸药稳定燃烧的临界破坏压力

力学,流体力学,固体力学词汇英语翻译

力学,流体力学,固体力学英语词汇翻译 牛顿力学Newtonian mechanics 经典力学classical mechanics 静力学statics 运动学kinematics 动力学dynamics 动理学kinetics 宏观力学macroscopic mechanics,macromechanics 细观力学mesomechanics 微观力学microscopic mechanics,micromechanics 一般力学general mechanics 固体力学solid mechanics 流体力学fluid mechanics 理论力学theoretical mechanics 应用力学applied mechanics 工程力学engineering mechanics 实验力学experimental mechanics 计算力学computational mechanics 理性力学rational mechanics 物理力学physical mechanics 地球动力学geodynamics 力force 作用点point of action 作用线line of action 力系system of forces 力系的简化reduction of force system 等效力系equivalent force system 刚体rigid body 力的可传性transmissibility of force 平行四边形定则parallelogram rule 力三角形force triangle 力多边形force polygon 零力系null-force system 平衡equilibrium 力的平衡equilibrium of forces 平衡条件equilibrium condition 平衡位置equilibrium position 平衡态equilibrium state 分析力学analytical mechanics 拉格朗日乘子Lagrange multiplier 拉格朗日[量] Lagrangian 拉格朗日括号Lagrange bracket

3-爆轰波的流体力学理论2

3.8 聚能效应 3.8.1 聚能效应的基本现象 20世纪50年代以来,各国学者都在探求爆炸产物的有效利用问题。与前面介绍的爆炸作用不同,聚能效应是通过利用特殊形状的装药来达到提高其局部爆炸破坏作用的目的。 随着测试手段的科学化和现代化,瞬时高压作功的物理过程能够得以揭示,炸药爆炸的聚能效应也就逐渐得到了广泛的应用。目前,聚能装药在战时被广泛应用于各种穿甲、破甲雷弹及战时破坏作业(如大型桥梁、建筑物的破坏);在平时用于快速切割金属(如打捞沉船等)、在硬土或冻土中快速穿孔、破碎孤石(悬石和危石)、在抢险救灾中快速清除障碍物(陆上或水中障碍物,如楼房、桥梁、树木等)、利用线性聚能装药拆除大型钢结构建筑物、桥梁以及切割贵重石材等。 根据爆轰产物沿其外法线方向散射这一基本规律,在装药底部或一侧予留空穴(如锥形、半球形、线形、抛物形、双曲线形等),或再加药型罩并取适当炸高(从聚能药包的底面(即药型罩底面)到穿孔目的物间的距离),爆炸时,由于空穴的存在,从而产生冲击、高压、碰撞、高密度、高速运动的气体流或金属流(带金属罩时),就可使爆炸能量沿轴线方向向外射出较高能量密度的聚能流,并集中到一定方向上发挥作用。这种利用装药一端(侧)的空穴使爆轰产物聚集、增加能量密度、以提高局部破坏作用的现象称为聚能现象,其效应称为聚能效应或空心效应,又称诺尔曼效应。能形成聚能流的装药称为聚能装药,其装置为聚能装置。 聚能效应是外部装药爆炸直接作用的一种特殊情况(非接触爆破),其作用在于使爆炸能在一定的方向集中起来,从而使爆炸的局部破坏效应增强。其主要特点是:装药底部(或一侧)有空穴;装药底面(或一侧)与目标间有一最有利距离;破甲能力很强。有空穴是其基本特点,也是形成聚能效应的基本条件。 聚能装药爆炸后,具有高温、高压的爆轰产物沿装药表面法线方向迅速散射时,在空穴影响下,必然在空穴前方汇集于一点(线性装药汇集成一线),此点(线)处的爆轰产物密度可增大数倍,速度可达每秒万米以上,温度可达数千摄氏度,压力可达几十兆帕。若空穴外壳采用金属药型罩,则会形成密度更大、压力更高的射流。在这种高温高压高速射流作用下,目标可视作流体,对目标具有很大的穿透能力,达到穿孔或切割的目的。 不同的装药形式具有不同的破坏效果。对于普通无空穴的园柱体装药,爆炸后爆轰产物近似沿装药表面法线方向散射,其速度一般为每秒数千、压力数量级一般为1×104MPa;当装药一端制成锥形空穴起爆后,爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥形空穴表面的方向向药柱轴线汇聚,使能量集中,此处聚能流速度高达每秒万米以上,密度比普通装药大4~5倍,高压的爆轰产物在沿轴线汇聚时,形成更高的压力区,比普通装药高10余倍,这种高压迫使爆轰产物向周围低压区膨胀,使能量分散。 由于上述两个因素的综合作用,气流不能无限地集中,而在离药柱端面某一距离处达到最大的集中,以后又迅速飞散开了。也就是气流在聚能过程中,动能(约占总能量的1/4)是能够集中的,而位能(约占3/4)不但不能集中,反而起飞散作用。如果设法把能量尽可能转化成动能形式,就能进一步提高能量的集中程度。提高的方法是在空穴内表面嵌装一个形状相同的药型罩。这种装药形式的爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中,将能量传递给金属罩。由于金属罩的可压缩性很小,因此内能增加很少,能量的极大部分表现为动能形式,这样就可避免由于高压膨胀引起的能量分散而使能量更加集中,形成一束速度和动能比气体射流更高的金属射流。研究表明,由于金属流速度高,直径小,金属呈热塑状态,密度远比

传火药燃烧理论

传火药的燃烧性能研究 摘要:本文概述了对火工元件及传火药的研究背景,调研介绍了导火索中传火药的燃烧机理和燃烧模型。分析总结了传火药在小直径导火索中的燃烧特点。传火药的燃烧存在着稳态燃烧和非稳态燃烧,在具有管壁限制的环境中传火药的燃烧和管壁材料以及药柱直径具有很复杂的关系。

Abstract This paper summarized the background of the pyrotechnic device and pyrotechnic,and introduced the combustion mechanism and combustion model of the pyrotechnic in ignition cord.The combustion characteristics of the pyrotechnic in small diameter ignition cord was summarized and analyzed.The combustion of pyrotechnic included steady-state combustion and unsteady-state combustion,it had complexd relationships between the combustion of pyrotechnic and the wall materials and charge diameter in confined surroundings.

1研究背景 火工品是装有火药或炸药,受外界能量刺激后产生燃烧或爆炸,用以引燃火药、引爆炸药、做机械功或产生特种效应的一次使用元器件和装置的总称。随着新一代武器的研制及发展,作为武器系统最敏感的火工品将不再以单个引燃、引爆元器件应用于武器系统中,而是作为武器系统不可缺少的子系统广泛应用于弹药、火箭、导弹、飞船等系统中。 传火元件是传递并扩大火焰强度的火工品,可以装在点火元件或延期元件之后,有传火药柱、传火药包、传火管和导火索等,一般由黑火药或其它烟火药制成。而其中导火索作为一种重要的点火、传火元件,在武器系统,航空航天系统中都有着极为重要的应用。但是导火索多采用纸质或塑料外壳,且尺寸较大,无法保证传火过程中的密封性和无泄漏。近年来还把点火、传火、传爆等系列火工品组合在一起,形成组合式火工系统产品,以简化引信、弹药装配工艺,提高产品可靠性,同时也加强了系统的密封性,确保产品的长贮性能。 在国外,由烟火自控元件组成的烟火控制系统是烟火学发展的最新成就,常用的烟火自控元件包括:起动型元件、能量传递型元件、时间编程元件、信号转换型、逻辑型和执行元件。在俄罗斯,烟火自动控制系统得到了很大的发展,其中作为能量传递元件的主要是柔性金属导火索。它是一种特制的,细长柔性金属外壳传火元件。金属外壳可以是铜,铝等柔性材料,金属管外径一般为2~4mm。导火索具有一定的柔性,因此可以用其制成具有复杂立体结构的密封式火焰传递网络。也有一些导火索是内径为2.5~4mm的空心管,在管子的一端装有在燃烧时生成(气流)热质点或火焰作用力的烟火药。而在另一端则装有能在该质点流或火焰作用下被点燃的烟火药。这种空心导火索传递火焰信号的可靠距离可达1.5m,传火速度甚至可达每秒几米到几十米。导火索可以弯曲,不过其传递信号的距离相应的减小。 2传火药燃烧过程中的基本概念 火药是中国古代四大发明之一,由中国的炼丹家,通过试验将硫磺、硝石和木炭混合在一起,制成一种能发火的新物质。冯家昇指出,利用火

地震反射波法在工程地质勘察中的应用

地震反射波法在工程地质勘察中的应用 发表时间:2016-09-18T17:23:49.103Z 来源:《基层建设》2015年29期作者:聂建微 [导读] 摘要:随着社会经济的迅速发展,大型工程的施工建设数量也越来越多,在进行工程项目的地质勘察过程中,地震反射波发在实际应用中越加广泛,地震反射波法在工程勘察中的应用特点及效果也是更加明显。 十四冶建设云南勘察设计有限责任公司云南昆明 650200 摘要:随着社会经济的迅速发展,大型工程的施工建设数量也越来越多,在进行工程项目的地质勘察过程中,地震反射波发在实际应用中越加广泛,地震反射波法在工程勘察中的应用特点及效果也是更加明显。下面主要探讨地震反射波法在实际工程地质勘察中的应用。 关键词:地震反射波法;工程勘查;应用 一、前言 地震反射波具有简便、客观、迅速的特点,在工程勘察中得到了广泛的推广应用。本文就对地震反射波法在工程地质的勘察中的具体应用进行简要的分析探讨,希望对相关从业者有所帮助。 二、地震反射波法的运用原理 地震反射波法的工作机制主要是建立在地震波传播过程中所触及到的不同类型的媒介岩土层的时候,将反射局部能量的特点。通常来讲,地震波在地下传播中,若是碰到地层分界及断层等出现波阻抗变更的界面情况下,都会出现反射波,经过地面接收设备来自不同界面的反射波,经过详细的研究之后,核算出地震时间的剖面。并且将其与之前工程地质信息进行比较,研究反射波场的特点,以明确地表下岩土层的分层结构及相关内容,进而实现勘察地质的目的。 三、地震反射波法在实际工程的应用分析 1、案例分析 本文就以M大桥为实例工程进行分析,其大桥主要位于在小凌河口潮间带浅滩上,南边靠近渤海辽东湾,北边连接凌水湾,大桥主要由主桥以及引桥构成,全长为640 m,主桥是2×180 m 的独塔叠合梁式斜拉桥。该大桥工程区域空间非常广阔,没有一些可见的障碍物,因为其天然水深很浅,同时受潮位变动的影响非常大,所以无法科学的进行较大面积的工程地质钻探。于是使用地震反射波法勘察工程区域内的风化岩面分布情况,预判出该区域内有没有出现断层以及溶洞等相关地质问题的可能性。按照之前的对大桥周边的地质勘察信息表明,该地区的地层分布主要分为海相沉积层,陆相沉积层以及基岩等相关的岩层分布情况。 2、在工程地质中的具体应用分析 该大桥工程地震反射波法检测系统所使用的12道接收,单边引爆6次覆盖,通常在引爆一各炮点之后,后面的炮点及接收区域是根据横排及纵列以此向前移动1个道间的距离,从该大桥的实际情况来分析,其具体的偏移距为20 m,纵向测线上的炮点间距以及道间距都是5 m。采样的时间每次都间隔为0.3 m/s,采样的距离为4 098。 四、勘察资料的研究分析 1、勘察资料的处理程序 该大桥工程采取的地震反射波法勘察的资料使用专业的陆上地震发射波数据处理软件进行研究,其主要的程序涵盖了预处理,剖面处理以及其他方面相关的处理程序。所谓的预处理主要工作就是完成记录数据的归纳,以及频谱研究,选取共偏移道集以及共中心点道集等相关方面的任务;而剖面处理主要是对共偏移道集的自动校正,速度研究,小波道间相关去噪等有关方面的工作;最后是解释处理,这其实就是对不同记录数据的频谱进行详细的比较和研究,比较纵和横剖面交点道进行校正,从钻探信息中找出对监测剖面的相关解释内容。 2、地质解释以及资料处理 原始地震记录数据在通过相关的技术处理之后,能够获取地震波反射时间的剖面图,按照时间剖面图的详细情况可以从中反应出反射波组特点,利用地区地质的相关情况以及钻孔资料可以明确不同的地质结构,以及构造的特点,其中通常都涵盖了研究地震反射波组的特点,制作地质解释剖面图以及相关的内容。具体来看, (1)、时间剖面的波组特点,在该大桥的位置覆盖层,中等风化岩层的分界区域,都可以构成非常强的反射波组,发射波组的同组轴都是相互平行,同时保持连续性的状态。通过对时间剖面的波组特点可以清晰的反应出,在基岩面以下部分具有非常显著的反射波组和相轴合并,波组间隔变化较快,反射错乱等等相关的变化,这就充分的表明基岩内部的具体结构。 (2)、制作地质解释剖面,按照地震反射波的时间剖面图能够明确反射界面的区域,然后同之前的钻孔信息进行详细的比较,进而明确反射波双程过程中的有效波速,明确大桥测线上反射界面的深度。大桥某测线地震反射波探测的地质解释剖面见下图。 (3)、数据信息处理,一般这都是通过计算机对搜集的资料进行影响,以及获取地震相关的指标参数,提升信噪比为主要目标的整个处理过程和方法。其大体涵盖了数字滤波速度研究以及校正叠加等等一些相关的内容。利用不同功能的地震处理,充分的显示出其是表明岩性和地下结构等的参数据处理和地震剖面为目标的,提升分辨率,科学反射信息以及加强信噪比,以此来更好的限制不同方面的影 响,进而取得对地质解释的水平叠加偏移的时间剖面,以及可以折射出地下地质状况信息。 3、勘察结果的分析 从本次地质反射波勘察结构及之前地质钻探信息的探测成果全面的研究,其中一般涵盖了明确岩土分层及裂隙构造等相关内容。根据地震反射的勘察结果,大桥周边地质钻孔信息资料,可按照波阻等物理的指标参数将该大桥区域内岩土层分为4层,从上至下以此划分为表面覆盖层,以中等风化岩层等相关内容。该次地震反射波探测中一共发掘了4 个小断层,以及裂隙等。利用同周边的地质钻孔资料进行比较分析可以反映出,地震反射波同相轴的变更一般都是由花岗岩不均匀风化,及中等风化岩层中含有强风化岩夹层而导致的。

冲击波与爆轰波 精品

第四章冲击波与爆轰波 爆轰(detonation)是炸药化学变化的基本形式,是决定炸药应用的重要依据。爆轰反应传播速度非常大,可达每秒数千米,反应区压力高达几十吉帕(几十万个大气压),温度也在几千K以上,爆轰的速度、压力、温度等决定着炸药的做功能力和效率。研究炸药的爆轰现象和行为,认识炸药的爆炸变化规律对合理使用炸药和指导炸药的研制、设计等有重要的理论和实际意义。在爆轰现象发现之前人们就建立了冲击波理论,后来在冲击波理论的基础上建立了描述爆轰现象的经典爆轰波理论,这个理论至今仍然是十分有用无法被替代。炸药在爆炸过程中经常会产生一些波,如爆炸在炸药中传播时形成爆轰波。爆轰产物向周围空气中膨胀时形成冲击波,爆轰波和冲击波过后,介质在恢复到原来状态的过程中会产生一系列膨胀波等,因而在研究炸药爆轰以及爆轰后对外界的作用时,始终离不开波。爆轰的传播可以看成波动过程,具有波动的性质,简要介绍波的基础知识并回顾爆轰理论的发展过程和阶段对学习和掌握炸药的爆轰原理是有必要的。 4.1 爆轰理论的形成与发展 (1)爆轰现象的发现:1881年、1882年,Berthlot,Vielle,Mallard和Le. Charelier 在做火焰传播实验时首先发现的。他们的研究揭示,可燃气火焰在管道中传播时,由于温度、压力、点火条件等不同,火焰可以以两种完全不同的传播速度传播,一种传播速度是每秒几十—几百米,一种是每秒数千米,习惯上把前者称为爆燃,后者称为爆轰,可见爆轰也是一种燃烧—是一种迅速而激烈燃烧。 (2)1899年,1905~1917年,Chapman和Jouguet分别独自地对爆轰现象作了简单的一维理论描述(即C-J理论),这一理论是借助气体动力学原理而阐释的。他们提出一个简单而又令人信服的假定,认为爆轰过程的化学反应在一个无限薄的间断面上瞬间完成,原始炸药瞬间转化为爆轰反应产物。不考虑化学反应的细节,化学反应的作用如同外加一个能源而反映到流体力学的能量方程中,这样就诞生了以流体动力学和热力学为基础的、描述爆轰现象的较为严格的理论—爆轰波的C-J理论。 爆轰波的C-J理论并没有考虑到化学反应的细节,认为化学反应速度无限大,反应瞬间完成,这和实际情况是不相符合的,但是对化学反应的细节进行研究和描述十分困难,这个问题也是爆轰波的结构问题,一直爆轰学的一个重要研究领域。 (3)1940年,前苏联的Zeldovich,1942年,美国人V on.Neumann和1943年德国人Doering各自独立对C-J理论的假设和论证作了改进,提出了爆轰波的ZND 模型。ZND理模型要比C-J理论更接近实际情况。他们认为爆轰时未反应的炸药首先经历了一个冲击波预压缩过程,形成高温高密度的压缩态,接着开始化学反应,经历一定时间后化学反应结束,达到反应的终态。ZND模型首次提出了化学反应的引发机制,并考虑了化学反应的动力学过程,是C-J理论的重要发展。 上述两种理论被称为爆轰波的经典理论。——都是一维理论。 (4)上世纪50年代,通过实验的详细观察,发现爆轰波波阵面包含复杂的三维结构,这种结构被解释为入射波,反射波和马赫波构成的三波结构。 (5)上世纪50~60年代,进行了大量的试验研究,实验结果显示:反应区末端状态参数落在弱解附近,而不是C-J参数,说明实际爆轰比C-J理论和ZND模型更为复杂,同时开展了计算机数值模拟。 (6)上世纪50年代,Kirwood和Wood,推广了一维定常反应理论,指出定常

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