 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( февраль 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Переход от дефлаграции к детонации (DDT) относится к явлению в воспламеняющихся смесях горючего газа и воздуха (или кислорода ), когда происходит внезапный переход от горения дефлаграционного типа к взрыву детонационного типа.
Описание [ править ]
Дефлаграция характеризуется дозвуковой пламени скорости распространения , как правило , значительно ниже 100 метров в секунду (220 миль в час), а также относительно скромных сверхдавлений , обычно ниже 0,5 бар (7,3 фунтов на квадратный дюйм). Основной механизм распространения горения представляет фронт пламени , который двигается вперед через газовую смесь - в техническом плане зона реакции (химическое сжигание) прогрессирует через среду с помощью процессов диффузии от тепла и массы . В наиболее благоприятной форме возгорание может быть просто вспышкой .
Напротив, детонация характеризуется сверхзвуковой скоростью распространения пламени, возможно, до 2000 метров в секунду (4500 миль в час) и значительным избыточным давлением до 20 бар (290 фунтов на квадратный дюйм). Основным механизмом распространения детонации является мощная волна давления, которая сжимает несгоревший газ перед волной до температуры выше температуры самовоспламенения . С технической точки зрения зона реакции (химическое горение) представляет собой самодвижущуюся ударную волну, в которой зона реакции и ударная волна совпадают, а химическая реакция инициируется сжимающим нагревом, вызванным ударной волной. Процесс аналогичен зажиганию вДизельный двигатель , но гораздо более резкий и резкий.
При определенных условиях, в основном с точки зрения геометрических условий (таких как частичное ограничение и множество препятствий на пути пламени, которые вызывают турбулентные вихревые токи пламени), дозвуковое пламя может ускоряться до сверхзвуковой скорости, переходя от горения к детонации. Точный механизм полностью не понят [1], и хотя существующие теории могут объяснить и смоделировать как горения, так и детонации, в настоящее время нет теории, которая могла бы предсказать явление перехода. [ необходима цитата ]
Примеры [ править ]
Переход от горения к детонации был характерен для нескольких крупных промышленных аварий :
- 1970 Взрыв облака паров пропана в Порт-Гудзоне
- Катастрофа Фликсборо
- Катастрофа Филипса 1989 года в Пасадене, штат Техас
- Повреждения, обнаруженные в результате пожара в Бансфилде
- Взрывы в Бейруте 2020
Приложения [ править ]
Это явление используется в двигателях с импульсной детонацией , потому что детонация производит более эффективное сгорание реагентов, чем дефлаграция, то есть дает более высокий выход. В таких двигателях обычно используется спираль Щелкина в камере сгорания для облегчения перехода от горения к детонации. [2] [3]
Механизм также нашел военное применение в термобарическом оружии .
Связанные явления [ править ]
Аналогичный переход от дефлаграции к детонации (DDT) также был предложен для термоядерных реакций, ответственных за возникновение сверхновых . [4] Этот процесс получил название « углеродной детонации ».
См. Также [ править ]
- Взрыв пыли
- Напорные сваи
- Взрыв кипящей жидкости при расширении пара (BLEVE)
Ссылки [ править ]
- ^ «Глава 6: Детонация» . Gexcon AS . Архивировано из оригинала 4 октября 2011 года.
- ^ Новый, TH; PK Panicker; FK Lu; Его Величество Цай (2006). Экспериментальные исследования по увеличению ДДТ спиралями Щелкина в PDE (PDF) . 44-е собрание и выставка AIAA по аэрокосмическим наукам, 9–12 января 2006 г., Рино, Невада.
- ^ Шульц, E; Э Винтенбергер; Дж. Шеперд (1999). Исследование перехода от дефлаграции к детонации для применения в системах зажигания двигателей с импульсной детонацией (PDF) . Материалы 16-го симпозиума JANNAF Propulsion.
- ^ Гамезо, Вадим Н .; Оран Е.С. (2008). Механизмы инициирования детонации в сверхновых типа Ia . Американское астрономическое общество, собрание AAS № 211, № 162.08. Bibcode : 2008AAS ... 21116208G .
- Ли, CJ; HS Ледин (2002). Обзор современного состояния моделирования взрыва газа, HSL / 2002/02 (PDF) . Лаборатории здоровья и безопасности Великобритании.
