Механизм инициирования…

 

Бельский В. М.

Механизм инициирования и развития детонации в твёрдых гетерогенных взрывчатых веществах

Монография. – Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2019

 

В монографии проанализированы механизмы образования очагов локальной химической реакции взрывчатого разложения в твердых гетерогенных взрывчатых веществах при их инициировании ударными волнами.
Анализ, проведенный на основе элементарных актов пластической деформации, позволил выявить общие закономерности возбуждения детонации ударными волнами, которые не всегда удается проследить экспериментально, и систематизировать многообразные факторы, влияющие на параметры процесса.
Указаны возможные способы управления ударно-волновой чувствительностью ВВ и регулирования кинетики химических превращений, основанные на изменении механизма и скорости процессов релаксации напряжений.
Проанализированы современные феноменологические кинетические модели разложения ВВ за фронтом инициирующих ударных волн, базирующихся на концепции очагового возникновения реакции разложения и ее распространении на весь объем ВВ в форме волны горения.
В качестве перспективного направления совершенствования кинетических моделей предложено применение к явлениям инициирования детонации теории нестационарного горения Я. Б. Зельдовича, адаптированной к условиям, реализующимся за ударным фронтом.
Книга предназначена специалистам, область научных интересов которых связана с исследованием и применением взрывчатых веществ, а также аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Часть 1. Механизм образования очагов
Глава 1. Экспериментальные методы исследования инициирования детонации

1.1. Методы сравнения
1.2. Оптический метод непрерывной регистрации движения фронта ударной волны по заряду
1.3. Радиоволновый метод непрерывной регистрации движения фронта ударной волны по заряду
1.4. Электромагнитный метод регистрации массовой скорости
1.4.1. Метод торможения границы раздела
1.5. Метод манганинового датчика
1.6. Метод лазерной интерферометрии
1.7. Метод инфракрасной радиометрии
1.7.1. Фотоэлектрический метод

Глава 2. Механизмы пластической деформации при ударном сжатии

2.1. Механизмы деформации монокристаллов
2.2. Механизмы деформации поликристаллов
2.3. Ударная деформация пористых тел

Глава 3. Механизмы образования очагов разогрева

3.1. Образование очагов разогретыми газами в порах
3.1.1. Влияние природы газов на пределы возбуждения детонации
3.1.2. Влияние природы газов на глубину формирования детонационного режима
3.1.3. Факторы, влияющие на инициирование пористых ВВ
3.1.3.1. Влияние крутизны спада давления
3.1.3.2. Влияние фильтрации газа
3.1.3.3. Влияние макро- и микроструктуры частиц
3.2. Кумулятивный механизм
3.3. Гидродинамический механизм
3.4. Образование очагов при упруго- и вязкопластических деформациях
3.5. Фрикционный разогрев
3.5.1. Разогрев на границах контакта частиц
3.5.2. Разогрев в плоскостях скольжения
3.5.3. Разогрев в полосах адиабатического сдвига
3.6. Образование очагов при аннигиляции дислокаций
3.6.1. Влияние предварительной обработки частиц гексогена и октогена на ударно-волновую чувствительность ВВ на их основе
3.6.2. Влияние отжига
3.6.3. Ударно-волновая чувствительность ВВ, облученных мягким рентгеновским излучением
3.7. Образование очагов при электрическом пробое
3.7.1. Экспериментальные исследования поляризационных и деполяризационных эффектов
3.7.2. Электрическая концепция очагов разогрева
3.7.3. Рro et contra

Глава 4. Критические условия выхода реакции за пределы очага

4.1. Постановка и решение задачи
4.2. Связь критического размера очага с параметрами волны стационарного горения

Глава 5. Микроструктура и ударно-волновая чувствительность взрывчатых веществ

5.1. Влияние размера частиц на ударно-волновую чувствительность твердых ВВ
5.2. Физическая интерпретация экспериментальных результатов

Глава 6. О возможностях управления ударно-волновой чувствительностью ВВ

Часть 2. Модель разложения ВВ за фронтом ударной волны
Глава 7. Кинетические модели химической реакции разложения
Глава 8. Основные аспекты и упрощения теории нестационарного горения
Глава 9. Фундаментальные свойства стационарной волны горения

9.1. Стационарный режим горения газов (модель Зельдовича – Франк-Каменецкого)
9.2. Горение твердых «безгазовых» систем
9.3. Горение жидких (летучих) взрывчатых веществ (модель А. Ф. Беляева)
9.4. Горение нелетучих взрывчатых веществ
9.5. Структура волны горения
9.6. Свойства стационарного режима горения
9.7. Зависимость скорости стационарного горения от давления и начальной температуры
9.8. Зависимость скорости стационарного горения от градиента температуры
9.9. Влияние внешних условий на структуру волны стационарного горения

Глава 10. Вывод уравнений теории нестационарного горения

10.1. Определение лимитирующей стадии волны горения
10.2. Влияние соседей на горение очагов
10.3. Влияние кривизны фронта волны горения на закономерности горения очагов
10.4. Постановка задачи в безразмерных переменных
10.4.1. Уравнение теплопроводности
10.5. Закон нестационарного горения

Глава 11. Экспериментальные результаты

11.1. «Кривые потухания». Методика эксперимента
11.2. Критические режимы горения ВВ за фронтом инициирующей ударной волны
11.2.1. Предельные законы снижения давления
11.2.1.1. Автомодельный режим горения
11.2.1.2. Режим горения со ступенчатым изменением скорости
11.2.2. Экспериментальная проверка
11.2.2.1. Автомодельный режим горения
11.2.2.2. Режим горения со ступенчатым изменением скорости
11.2.3. О критериях инициирования ВВ металлическими ударниками

Глава 12. Кинетическая модель с учетом реакции пламени на внешнее воздействие

12.1. Уравнение разложения ВВ
12.2. Проверка адекватности кинетического закона разложения
12.2.1. Постановка задачи и метод расчета
12.2.2. Результаты расчета
Заключение
Список литературы