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Détonation

Détonation est un processus de supersonique combustion dans quel a onde choc est en raison vers l'avant propagé du dégagement d'énergie dans une zone de réaction derrière elle. Il est le plus puissant des deux classes générales de combustion, l'autre étant déflagration. Dans une détonation, le choc comprime le matériel augmentant de ce fait la température au point d'allumage. Le matériel mis à feu brûle derrière le choc et libère l'énergie qui soutient la propagation de choc. Ceci individu-soutenu onde de détonation est différent d'a déflagration, qui propage à une vitesse subsonique (c.-à-d., plus lent que vitesse saine du matériel explosif lui-même), et sans choc ou tout changement crucial de pression. Puisque les détonations produisent des pressions, elles sont habituellement beaucoup plus destructives que des déflagrations.

La théorie la plus simple pour prévoir le comportement des détonations en gaz est connue As Colporteur-Jouguet Théorie (CJ), développée autour du tournant du 20ème siècle. Cette théorie, décrite par un ensemble relativement simple d'équations algébriques, modèle la détonation comme onde choc de propagation accompagnée du dégagement exothermique de la chaleur. Une telle théorie confine la chimie et les procédés diffusifs de transport à une zone infiniment mince.

Une théorie plus complexe a été avancée pendant la deuxième guerre mondiale indépendamment près Zel'dovich, von Neumann, et Doering. Cette théorie, maintenant connue sous le nom de théorie de ZND (explosion), admet des réactions chimiques de fini-taux et décrit ainsi une détonation comme onde choc infiniment mince suivie d'une zone de la réaction chimique exothermique. Dans l'armature de référence dans laquelle le choc est stationnaire, l'écoulement suivant le choc est subsonique. Pour cette raison, le dégagement d'énergie derrière le choc peut être transporté acoustique au choc pour son appui. Pour une détonation d'individu-propagation, le choc détend à une vitesse donnée par État de Colporteur-Jouguet, qui induit le matériel à la fin de la zone de réaction pour avoir une vitesse localement sonique dans l'armature de référence dans laquelle le choc est stationnaire. En effet, toute les énergie chimique est armée pour propager l'onde choc en avant.

Les théories de CJ et de ZND sont unidimensionnelles et régulières. Cependant, en quelques années 60 les expériences ont indiqué que des détonations en phase gaseux le plus souvent ont été caractérisées par les structures instables et tridimensionnelles, qui peuvent seulement dans un sens ramené à une moyenne être prévues par des théories régulières unidimensionnelles. Les calculs modernes accomplissent actuellement le progrès en prévoyant ces champs complexes d'écoulement. Beaucoup de dispositifs peuvent être qualitativement prévus, mais multi-mesurez la nature des marques de problème a détaillé des prévisions quantitatives très difficiles.

Des détonations peuvent être produites par haute explosifs, les mélanges gazeux réactifs, certains époussette et des aérosols.

Applications

Les détonations sont difficiles de commander et sont employées principalement pour démolition et dedans guerre. Beaucoup recherche est conduit sur réaliser ou empêcher la détonation dans divers matériaux pour améliorer l'exécution de explosifs et moteurs. Une forme expérimentale de propulsion par réaction, moteur de détonation d'impulsion, utilisations par séries de détonations bien-chronométrées de produire de la poussée.

Détonation dans échange des moteurs est l'explosion supersonique non contrôlée de la charge fuel-air, et est provoquée par les températures excessivement élevées de chambre de combustion. L'augmentation de la température de la charge fuel-air augmente la vitesse de la combustion jusqu'à ce que la flamme propage aux vitesses supersoniques, ayant pour résultat une onde de choc de pression. Cette force est extrêmement destructive aux moteurs de piston communs, et a souvent comme conséquence les trous soufflés par le dessus de pistons ou fissures dedans culasses.

Références

Pour d'un bon l'introduction laïque à la théorie de détonation, voyez :

Davis, William C., « la détonation des explosifs, » Américain scientifique, vol. 256, pages 106-112, 128 (mai 1987).

Étymologie

Français détoner, pour éclater; du latin detonare, pour dépenser le tonnerre; de De, ~outre de + tonare, au tonnerre

Voyez également

• Détonation section de Explosif, Détonateur.
• Essai nucléaire
• Diamant de détonation
• Predetonation des armes nucléaires
• État de Colporteur-Jouguet