Естеството на разпространението на ударната вълна във въздуха, водата и почвата

Източници на генериране на ударна вълна.

Ударна вълна.

Ударната вълна е област на компресия на средата, която под формата на сферичен слой се разпространява със свръхзвукова скорост във всички посоки от източника на нейното образуване. В зависимост от средата, в която се разпространява ударната вълна (във въздух, вода или почва), тя се нарича съответно въздушна ударна вълна, ударна вълна във вода, сеизмична взривна вълна в почва.

Разграничете ударна вълна от естествен и антропогенен произход.естествените вълни включват ударни вълни, причинени от вулканични изригвания, земетресения, урагани, торнадо, метеорити и др.антропогенни включват ударни вълни, възникващи в резултат на експлозии на ядрени устройства, химически експлозии, експлозии в ядрени енергийни съоръжения, експлозии в нефтопреработвателна и нефтохимическа промишленост, експлозии на вещества по време на транспортирането им с транспорт, експлозии на газово-въздушни смеси или смеси от запалими течности и газове с въздух. В момента ефектът от ударна вълна по време на експлозия на ядрени устройства е широко проучен. В този случай се проявяват всички аспекти на увреждащото действие на ударната вълна и се наблюдават всички нейни основни параметри.

Ударната вълна е основният увреждащ фактор при експлозии на ядрени устройства (ядрени експлозии). Повечето от разрушенията и щетите на сгради и конструкции, оборудване на промишлени съоръжения, както и щетите на хората, като правило, се дължат на действието на ударна вълна.

Наред с ударните вълни, други увреждащи фактори при експлозия на ядрени устройства сасветлинно лъчение, проникваща радиация, радиоактивно замърсяване,електромагнитен импулс. Разпределението на енергията между увреждащите фактори зависи от вида на експлозията и условията, при които възниква. Приназемни и въздушни експлозии до 50% се изразходват за образуване на свръхналягане на ударната вълна, около 30% за светлинно излъчване, до 15% за радиоактивно замърсяване и около 5% за проникваща радиация.

Въздушна ударна вълна се образува поради огромната енергия, отделена в зоната на ядрена реакция, където температурата достига 10000C и налягането е 10 5 -10 6 Pa.

Горещите пари и газове се разширяват, като по този начин предизвикват рязък удар върху околните слоеве въздух, в резултат на което тези въздушни слоеве се компресират до високо налягане и висока плътност, както и се нагряват до високи температури. Компресията и движението на въздуха възниква от един слой в друг във всички посоки от мястото на експлозията, като по този начин се образува ударна вълна. Разширяването на горещи газове действа на малки разстояния от центъра на експлозията. На по-големи разстояния действа (най-вече) въздушна ударна вълна. В близост до центъра на експлозията скоростта на ударната вълна значително надвишава скоростта на звуковите вълни. С увеличаване на разстоянието от центъра на експлозията скоростта на ударната вълна бързо намалява и ефектът на самата ударна вълна бързо отслабва. На големи разстояния, като правило, се превръща в звукова вълна. Въздушната ударна вълна при експлозии със средна мощност изминава приблизително 1000 m за 1,4 s, 2000 m за 4 s, 3000 m за 7 s и 5000 m за 12 s.

въздуха
Графиката показва естеството на промяната в налягането във времето във всяка фиксирана точка в пространството. С пристигането в точка на фронта на ударната вълна, налягането на въздуха се увеличава рязко, плътността на въздуха, температурата и скоростта на външната среда също рязко се увеличават. След като преднатаударната вълна преминава през дадена точка в пространството, налягането в нея постепенно намалява и след определен период от време става равно на атмосфернотоР0. Полученият слой сгъстен въздух е фазата на компресия (τ+), през този период от време ударната вълна има най-голям разрушителен ефект. С отдалечаване от центъра на експлозията налягането във фронта на ударната вълна намалява, а дебелината на компресионния слой се увеличава с времето.

Последното възниква поради привличането на нови въздушни маси. Освен това налягането става по-ниско от атмосферното, въздухът започва да се движи в посока, обратна на разпространението на ударната вълна, тоест към центъра на експлозията. Тази зона на понижено налягане се нарича фаза на разреждане (τ-). Вфазата на разреждане ударната вълна предизвиква много по-малко разрушение, отколкото във фазата на компресия, тъй като максималното отрицателно налягане-ΔРе много по-малко от максималното свръхналягане във фронта на ударната вълна. След края на фазата на разрушаване, когато налягането достигне атмосферното, движението на въздушните фази спира, а оттам и разрушителното действие на ударната вълна. Въздушните маси се движат точно зад фронта на ударната вълна в зоната на компресия.

Поради забавянето на тези въздушни маси, когато се срещнат с препятствие, възниква скоростно налягане. Основните параметри на ударната вълна, които определят нейното увреждащо действие, са

1) свръхналягане отпредΔРФ,

Свръхналягането във фронта на взрива е разликата между максималното налягане във фронта на взрива и нормалното атмосферно налягане пред фронта.

Единицата за манометрично налягане в системата Si е Pa. Стойността на свръхналягането във всекиточка зависи от разстоянието до центъра на експлозията, силата и вида на експлозията.

Бързият напор е динамичното натоварване, създадено от въздушния поток в предната част на ударната вълна. Подобно на свръхналягането, то се измерва в Pa. Скоростното налягане зависи от плътността на въздуха, скоростта на движение на въздушните маси и е свързано с излишното налягане. Разрушителното действие на динамичното налягане се проявява в зони със свръхналягане>50 kPa.

Времето на действие на SW е времето на действие на свръхналягането. Зависи главно от свръхналягането и скоростта на въздуха.

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:

Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо