Přechod deflagrace na detonaci - Deflagration to detonation transition

Přechod deflagrace na detonaci (DDT) odkazuje na jev v zápalné směsi a hořlavý plyn a vzduch (nebo kyslík ) když dojde k náhlému přechodu z a deflagration Typ spalování do a detonace typ exploze.

Popis

A deflagration je charakterizován a podzvukový plamen rychlost šíření, obvykle hluboko pod 100 metrů za sekundu (220 mph) a relativně skromný přetlaky, obvykle pod 0,5 baru (7,3 psi). Hlavním mechanismem šíření spalování je čelo plamene, které se pohybuje vpřed plynnou směsí - z technického hlediska reakční zóna (chemické spalování) postupuje médiem procesy difúze z teplo a hmota. Ve své nejškodlivější podobě může být deflagration jednoduše a blesk.

Naproti tomu a detonace je charakterizováno nadzvukový rychlosti šíření plamene, snad až 2 000 metrů za sekundu (4500 mph) a značné přetlaky, až 20 barů (290 psi). Hlavní mechanismus šíření detonace je mocný tlak vlna, která stlačuje nespálený plyn před vlnou na a teplota nad samovznícení teplota. Z technického hlediska je reakční zóna (chemické spalování) řízena sama rázová vlna kde jsou reakční zóna a šok shodné a chemická reakce je zahájena tlakové vytápění způsobené rázovou vlnou. Proces je podobný zapalování v a Dieselový motor, ale mnohem více náhlý a násilný.

Za určitých podmínek, zejména pokud jde o geometrické podmínky (jako je částečné omezení a mnoho překážek v dráze plamene, které způsobují vířivé proudy turbulentního plamene), může podzvukový plamen zrychlit na nadzvukovou rychlost a přejít z deflagrace do detonace. Přesný mechanismus není zcela objasněn,^[1]a zatímco existující teorie jsou schopny vysvětlit a modelovat jak deflagrace, tak detonace, v současnosti neexistuje žádná teorie, která by dokázala předpovědět fenomén přechodu.^{[Citace je zapotřebí ]}

Příklady

Přechod deflagraci na detonaci byl rysem několika hlavních průmyslové nehody:

1970 Výbuch oblaku par propanu v Port Hudson
Flixboroughova katastrofa
Phillipsova katastrofa z roku 1989 v Pasadeně v Texasu
Poškození pozorované v Buncefieldská palba
Výbuchy v Bejrútu 2020

Aplikace

Tento jev je využíván v pulzní detonační motory, protože detonace produkuje účinnější spalování reaktantů než deflagrace, tj. poskytuje vyšší výtěžky. Takové motory obvykle používají a Shchelkinova spirála v spalovací komora k usnadnění přechodu od deflagrace k detonaci.^[2]^[3]

Mechanismus také našel vojenské použití v termobarické zbraně.

Související jevy

Pro termonukleární reakce, za které je odpovědná, byla rovněž navržena analogická přeměna deflagrace na detonaci (DDT) supernovy zahájení.^[4] Tento proces se nazývá „uhlíková detonace ".

Viz také

Reference

^ „Kapitola 6: Detonace“. Gexcon AS. Archivovány od originál 4. října 2011.
^ Nové, TH; PK Panicker; FK Lu; H M Tsai (2006). Experimentální vyšetřování vylepšení DDT od Schelkin Spirals v PDE (PDF). 44. setkání a výstava AIAA Aerospace Sciences 9. – 12. Ledna 2006, Reno, Nevada.
^ Schultz, E; E Wintenberger; J. Shepherd (1999). Vyšetřování přechodu deflagrace na detonaci pro aplikaci na systémy zapalování motoru s pulzní detonací (PDF). Sborník příspěvků ze 16. pohonného sympozia JANNAF.
^ Gamezo, Vadim N .; Oran ES (2008). Mechanismy pro iniciaci detonace u supernov typu Ia. Americká astronomická společnost, Setkání AAS # 211, # 162.08. Bibcode:2008AAS ... 21116208G.

Lea, CJ; HS Ledin (2002). Recenze nejmodernějšího modelování výbuchu plynu, HSL / 2002/02 (PDF). UK Health and Safety Laboratories.

[GexCon-1] „Kapitola 6: Detonace“. Gexcon AS. Archivovány od originál 4. října 2011.

[2] Nové, TH; PK Panicker; FK Lu; H M Tsai (2006). Experimentální vyšetřování vylepšení DDT od Schelkin Spirals v PDE (PDF). 44. setkání a výstava AIAA Aerospace Sciences 9. – 12. Ledna 2006, Reno, Nevada.

[3] Schultz, E; E Wintenberger; J. Shepherd (1999). Vyšetřování přechodu deflagrace na detonaci pro aplikaci na systémy zapalování motoru s pulzní detonací (PDF). Sborník příspěvků ze 16. pohonného sympozia JANNAF.

[4] Gamezo, Vadim N .; Oran ES (2008). Mechanismy pro iniciaci detonace u supernov typu Ia. Americká astronomická společnost, Setkání AAS # 211, # 162.08. Bibcode:2008AAS ... 21116208G.

[1]

[2]

[3]

[4]