Уравнения состояния продуктов взрыва конденсированных вв

Уравнения состояния продуктов взрыва конденсированных вв

Поиск по журналу

Физика горения и взрыва

1984 год, номер 6

Ю. М. Лаевский, В. С. Бабкин, В. И. Дробышевич, С. И. Потытняков
Новосибирск
Страницы: 3-13

Г. С. Сухов, Л. П. Ярин
Ленинград
Страницы: 13-21

Л. Ю. Артюх, Е. Г. Ботвина, В. П. Кашкаров
Алма-Ата
Страницы: 21-26

В. А. Горев, С. А. Быстров
Москва
Страницы: 26-33

Н. И. Зверев, Н. Н. Смирнов
Москва
Страницы: 33-38

Т. Б. Эфендиев, С. П. Титов
Москва
Страницы: 39-40

Ю. И. Петухов, А. А. Фурсенко
Новосибирск
Страницы: 40-48

Ю. Ф. Банников, В. И. Струнин, В. В. Тихомиров
Омск
Страницы: 48-54

А. В. Стеблев
Москва
Страницы: 54-55

Н. И. Лобызов, Н. М. Кармазинов
Москва
Страницы: 55-58

В. П. Самсонов
Чебоксары
Страницы: 58-61

В. П. Самсонов, Н. И. Кидин, С. А. Абруков
Чебоксары
Страницы: 61-64

В. Н. Груздев, М. Д. Тавгер
Казань
Страницы: 64-67

А. М. Гришин, С. П. Синицын
Томск
Страницы: 67-79

В. В. Александров, А. А. Давыденко, А. Ф. Еремин, Ю. А. Коваленко, Н. П. Поддубный
Новосибирск
Страницы: 79-83

Ю. М. Максимов, А. И. Кирдяшкин, А. Г. Мержанов, Л. Г. Расколенко
Томск
Страницы: 83-86

В. Н. Блошенко, В. А. Бокий, И. П. Боровинская
Черноголовка
Страницы: 87-90

В. Н. Блошенко, В. А. Бокий, И. П. Боровинская, А. Г. Мержанов
Черноголовка
Страницы: 90-94

В. 3. Касимов, Ю. П. Хоменко
Томск
Страницы: 94-97

Н. П. Логинов, В. Б. Епифанов, С. М. Муратов
Куйбышев
Страницы: 97-100

А. Л. Ярин
Москва
Страницы: 100-104

Е. И. Александров, В. П. Ципилев
Томск
Страницы: 104-109

В. А. Дудкин, В. А. Огуречников, В. Б. Рухин
Москва
Страницы: 109-114

В. Н. Зубарев, А. А. Евстигнеев
Москва
Страницы: 114-126

Е. Г. Попов
Днепропетровск
Страницы: 126-134

Г. А. Лямин
Новосибирск
Страницы: 134-138

С. А. Ждан
Новосибирск
Страницы: 138-141

Ю. А. Павлов, А. М. Ставер, А. А. Штерцер
Новосибирск
Страницы: 142-145

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВВ. РФЯЦ ВНИИ технической физики им. акад. Е.И. Забабахина, Снежинск, Россия

Пётр Ломоносов 4 лет назад Просмотров:

1 УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПРОДУКТОВ ВЗРЫВА КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВВ Ю.А. АМИНОВ, Ю.А. НИКИТЕНКО РФЯЦ ВНИИ технической физики им. акад. Е.И. Забабахина, Снежинск, Россия Выбор подходящего уравнения состояния для продуктов взрыва (ПВ) конденсированного ВВ остается актуальной задачей при описании результатов его воздействия. В докладе рассматриваются несколько вариантов полуэмпирических калорических уравнений состояния средней сложности (с числом подбираемых констант менее 10). Расчетное поведение параметров ПВ в диапазоне плотностей от 0.2 до 5 г/см 3 анализируется на примере пластифицированного состава на основе ТАТБ (ПСТ). Проводится сравнение расчетных результатов с экспериментами. Исследуются 3 типа уравнений состояния, описывающих поведение параметров ПВ в широком диапазоне их изменения и записываемые в обобщенной форме Ми Грюнайзена: Γ( ) P (, E) = PR( ) + [ E ER( ) ], где P R () опорная зависимость, E R () удельная внутренняя энергия, Γ коэффициент Грюнайзена. Уравнение состояния В.Ф. Куропатенко [1] имеет следующий вид: m α 2 ρ ρ0 AρkDk δ*, ρ>ρkδ * D= Dk PR = ρk ρk 0, ρ ρkδ* 2 3 ρ 0 1 ( 0) ρ ρ 3 γ + γ γ +, ρ ρk δ Γ= ρk δ* ρkδ* ρkδ* γ 1, ρ>ρkδ* Индекс k соответствует кристаллическому состоянию. Константами уравнения являются A, D k, m, α, δ *, γ 0 и γ :. Уравнение состояния В.Н. Зубарева (упрощенный вариант) [2] записывается как m+ 1 ρ βρk PR ( ρ ) = Aρ 0m + Bβρ0exp ρk ρ. Константы: A, B, m, β и g. ρ m P ρ βρk ER = dρ= A Bexp 2 + ρ ρk ρ 0 Γ= g. В уравнении состояния Дэвиса [3, 4] в качестве опорной кривой используется главная изэнтропа, которой соответствует индекс s. Используются следующие равенства: Ps P n / n 1 + F k+ k = k E E s 1 2 = k 1+ n / n

2 2 Снежинск, 5 9 сентября 2005 г. Γ()=k 1+(1 b) F() F 2 C ( ) = n C + C E P =. k 1+ Здесь P. b, k и n константы. Функция F в графической форме является сглаженной ступенькой, такой же вид имеет и Γ. Часто используемое уравнение состояния JWL не рассматривалось, поскольку оно очень близко к Зубареву. Существенно более сложное уравнение состояния Беккера Кистяковского Вильсона BKW RR [5] (учитывающее температуру и химический состав) привлекалось только для сравнения. В каждом из исследуемых уравнений были подобраны подходящие константы, при этом параметры ПСТ в точке Чепмена Жуге получились следующими: давление P CJ = ( ) ГПа, показатель политропы n CJ = , скорость детонации D= км/с. Данные по детонационным параметрам других аналогичных составов с ТАТБ приводятся в таблице, где звездочкой помечены значения, полученные на основе экспериментов (D : экстраполированная скорость детонации). Параметры составов на основе ТАТБ Состав (страна) ТАТБ, % ρ 0, г/см 3 P CJ, ГПа D :, км/с LX 17 (США) * PBX 9502 (США) * 28.9 * T 1 (Франция) T 2 (Франция) EDC 35 (Англия) JB 9014 (Китай) * Графическое сравнение главных изэнтроп для рассматриваемых уравнений состояния проводится на Рисунке 1 в диапазоне удельных объемов =( ) см 3 /г. Для уравнений состояния Зубарева использовались два набора констант: P CJ =30.6 ГПа (Зубарев 1) и P CJ =27.4 ГПа (Зубарев 2). Уравнение состояния BKW RR, по видимому, завышает давление ПВ. Рис. 1. Главные расчетные изэнтропы ПВ ПСТ

3 III Забабахинские научные чтения 3 На рис. 2 показана удельная работа при изэнтропическом расширении ПВ от точки Чепмена Жуге J S ( ) = Pd. Здесь выделились две близких пары: Куропатенко и Зубарев 1 с экстраполированным значением 5.3 кдж/г, а также Зубарев 2 и Дэвис с выходом на 4.7 кдж/г. Рис. 2. Расчетные зависимости J S () Расчетные зависимости коэффициента Грюнайзена от удельного объема Γ() представлены на рис. 3. При малой плотности только для уравнений состояния Дэвиса и BKW RR этот параметр имеет значение 0.3, характерное для идеального газа. В уравнении состояния Зубарева из за постоянства значения Γ перехода к идеальному газу нет. Рис. 3. Расчетные зависимости Γ() При калибровке уравнения состояния Дэвиса в качестве основных использовались плоско волновые эксперименты по метанию медных пластин с вариацией длины заряда L и толщины пластины h. Рис. 4 иллюстрирует уровень согласования расчетных и экспериментальных данных по скорости пластины в зависимости от времени для трех таких систем.

4 4 Снежинск, 5 9 сентября 2005 г. Рис. 4. Скорость пластин в расчетах и в калибровочных экспериментах (сплошная линия расчет точки эксперимент) Для контроля использовались также экспериментальные данные [6] по изэнтропе расширения ПВ ПСТ, полученные при исследовании кривой торможения P(U) методом отражения детонационной волны от преград различной жесткости. В качестве таких преград использовались более 10 материалов различной плотности от воздуха до меди с хорошо известными ударными адиабатами. При высоких давлениях наименьшее отклонение от эксперимента наблюдается для уравнения состояния Дэвиса. Расчетные ударные адиабаты пересжатых ПВ ПСТ в виде P() показаны на рис. 5. Здесь же приводятся экспериментальные данные [7] для аналогичного состава PBX 9502, с которыми лучше всего согласуются расчетные зависимости с уравнениями состояния Дэвиса и BKW RR. На Рисунке 6 расчетные зависимости скорости звука C(P) в пересжатых ПВ сравниваются с экспериментальными [8], полученными для PBX Опять наилучшее согласие получается с уравнениями состояния Дэвиса и BKW RR. Аналогичная ситуация для зависимости D(U), сравниваемой на рис. 7 с экспериментальными данными по PBX 9502 и LX 17 [7, 8]. Рис. 5. Адиабаты пересжатых ПВ P()

5 III Забабахинские научные чтения 5 Рис. 6. Скорости звука в пересжатых ПВ C(P) Рис. 7. D U диаграммы пересжатых ПВ Таким образом, среди рассмотренных уравнений состояния для ПВ ПСТ по совокупности свойств наиболее предпочтительным является уравнение состояния Дэвиса. Оно с хорошей точностью воспроизводит различные экспериментальные данные, правильно отражает ход Γ() во всем диапазоне, хорошо описывает свойства пересжатых ПВ, а также обладает рядом других достоинств. Кроме того, при введении в качестве параметра температуры уравнение состояния Дэвиса становится термодинамически полным. В качестве дополнения отметим, что Дэвис успешно использовал свое уравнение состояния и для октогенсодержащего состава PBX 9501.