Значение слова детонация

детонации, ж. (от латин. detono - гремлю) (спец.). Мгновенный и разрушительный взрыв какого-н. взрывчатого вещества под действием удара или воспламенения детонатора.

-и, ж. (спец.).

1. Мгновенный взрыв вещества, вызванный взрывом другого вещества или сотрясением, ударом.

2. Быстрое и неполное сгорание топлива в двигателе внутреннего сгорания. Д. топлива,

   прил. детонационный, -ая, -ое.

ж. Мгновенный взрыв вещества, вызванный взрывом другого вещества, сотрясением, ударом и т.п.

ДЕТОНАЦИЯ (франц. detoner - взрываться, от лат. detono - гремлю) процесс химического превращения взрывчатого вещества, происходящий в очень тонком слое и распространяющийся со сверхзвуковой скоростью (до 9 км/с). Детонация представляет собой комплекс мощной ударной волны и следующей за ее фронтом зоны химического превращения вещества (детонационная волна).

(франц. détoner ≈ взрываться, от лат. detono ≈ гремлю), процесс химического превращения взрывчатого вещества, сопровождающийся освобождением энергии и распространяющийся по веществу в виде волны от одного слоя к другому со сверхзвуковой скоростью. Химическая реакция вводится интенсивной ударной волной , образующей передний фронт детонационной волны. Благодаря резкому повышению температуры и давления за фронтом ударной волны химическое превращение протекает чрезвычайно быстро в очень тонком слое, непосредственно прилегающем к фронту волны (рис. 1, 2).

Энергия, освобождающаяся в зоне химической реакции, непрерывно поддерживает высокое давление в ударной волне. Д., т. о., представляет собой самоподдерживающийся процесс.

Возбуждение Д. является обычным способом осуществления взрывов . Д. в заряде взрывчатого вещества создаётся интенсивным механическим или тепловым воздействием (удар, искровой разряд, взрыв металлической проволочки под действием электрического тока и т.п.). Сила воздействия, необходимого для возбуждения Д., зависит от химической природы взрывчатого вещества. К механическому воздействию чувствительны, например, так называемые инициирующие взрывчатые вещества (гремучая ртуть, азид свинца и др.), которые обычно входят в состав капсюлей-детонаторов, используемых для возбуждения Д. вторичных (менее чувствительных) взрывчатых веществ.

В однородном взрывчатом веществе Д. обычно распространяется с постоянной скоростью, которая среди возможных для данного вещества скоростей распространения детонационной волны является минимальной. В детонационной волне, распространяющейся с минимальной скоростью, зона химической реакции перемещается относительно продуктов реакции со скоростью звука (но со сверхзвуковой скоростью относительно исходного вещества). Благодаря этому волны разрежения, возникающие при расширении газообразных продуктов химической реакции, не могут проникнуть в зону реакции и ослабить бегущую впереди ударную волну. Д., отвечающая указанным выше условиям, называется процессом Чепмена ≈ Жуге; соответствующая ей минимальная скорость распространения принимается в качестве характеристики взрывчатого вещества (см. табл.). Давление, которое создаётся при распространении детонационной волны в газообразных взрывчатых смесях, составляет десятки атмосфер, а в жидких и твёрдых взрывчатых веществах измеряется сотнями тысяч атмосфер.

При определённых условиях во взрывчатом веществе может быть возбуждена Д., скорость распространения которой превышает минимальную скорость Д. Так, взрыв заряда твёрдого взрывчатого вещества, помещённого в газообразную взрывчатую смесь, порождает в смеси ударную волну, интенсивность которой во много раз превосходит интенсивность волны, отвечающей режиму с минимальной скоростью. В результате в газовой смеси распространяется детонационная волна с повышенной скоростью. В этой волне, в отличие от процесса Чепмена ≈ Жуге, зона химической реакции движется относительно продуктов реакции с дозвуковой скоростью. Поэтому по мере удаления такой волны от места её возникновения ударная волна постепенно ослабевает (сказывается влияние волн разрежения) и скорость распространения Д. снижается до минимального значения.

Детонационную волну с повышенной скоростью распространения можно также получить в неоднородном взрывчатом веществе при движении волны в направлении убывающей плотности. Ещё одним примером распространения Д. со скоростью, превышающей минимальное значение, может служить сферическая детонационная волна, сходящаяся к центру. Скорость волны с приближением к центру возрастает. В центре такая волна в течение короткого интервала времени создаёт давление, во много раз превышающее величину, характерную для режима Чепмена ≈ Жуге.

Устойчивый процесс Д. не всегда возможен. Например, волна Д. не может распространяться в цилиндрическом заряде взрывчатого вещества слишком малого диаметра (разлёт вещества через боковую поверхность вызывает прекращение химической реакции прежде, чем вещество успеет заметно прореагировать). Минимальный диаметр заряда, в котором возможен незатухающий процесс Д., пропорционален ширине зоны химической реакции. В газообразных взрывчатых смесях распространение Д. возможно лишь при условиях, когда концентрация горючего газа (или паров горючей жидкости) находится в определённых пределах. Эти пределы зависят от химической природы взрывчатой смеси, давления и температуры. Например, в смеси водорода с кислородом при комнатной температуре и атмосферном давлении волна Д. способна распространяться, если концентрация (по объёму) водорода находится в пределах от 20% до 90%.

Исследование волны Д. в газах показывает, что при понижении начального давления химическая реакция приобретает характер пульсаций. Неравномерное протекание реакции вызывает искажения движущейся впереди ударной волны (рис. 3). Наконец, при достаточно низком давлении осуществляется режим так называемой спиновой Д., при котором на фронте детонационной волны возникает излом, вращающийся по винтовой линии (рис. 4). Дальнейшее снижение давления приводит к затуханию Д.

Кроме Д., во взрывчатом веществе возможен др. тип волны химической реакции ≈ горение . Волны горения всегда распространяются с дозвуковой скоростью (обычно значительно меньшей, чем скорость звука в исходном веществе). Движение волны горения обусловлено сравнительно медленными процессами теплопроводности и диффузии . При некоторых условиях горение может перейти в Д.

Во многих случаях, например при горении топливной смеси в двигателях внутреннего сгорания или реактивного двигателя, при горении пороха в стволе артиллерийского орудия и др., Д. недопустима. В связи с этим подбираются такие условия горения и химический состав используемых веществ, чтобы возникновение Д. с характерным для неё чрезвычайно резким повышением давления было исключено.

Скорости v детонации некоторых взрывчатых веществ

Вещество

v, м/сек

2Н2+02 (газовая смесь) ┘┘┘┘┘┘┘┘.

2820

CH4+2O2 (газовая смесь) ┘┘┘┘┘┘┘..

2320

CS2+3O2 (газовая смесь) ┘┘┘┘┘┘┘..

1800

Нитроглицерин, СзН5(ОNО2)3 (жид- кость, плотность d=l,60 г/см3) ┘┘┘┘...

7750

Тринитротолуол (тротил, тол),

C7H5(NО2)3СНз (твёрдое вещество,

d=1,62 г/см3) ┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘..

6950

═Пентаэритриттетранитрат (ТЭН)

С5Н8(ONO2)4 (твёрдое вещество,

d=1,77 г/см3) ┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘┘..

8500

═Циклотриметилентринитроамин (гексоген), C3H6O6N6 (твёрдое ве- щество, d=l,80 г/см3) ┘┘┘┘┘┘┘┘┘..

8850

Лит.: Зельдович Я. Б., Компанеец А. С., Теория детонации, М., 1955; Щёлкин К. И., Трошин Я. К., Газодинамика горения, М., 1963; Компанеец А. С., Ударные волны, М., 1963.

К. Е. Губкин.

Детона́ция — это режим горения, в котором по веществу распространяется ударная волна , инициирующая химические реакции горения , в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла. Комплекс, состоящий из ударной волны и зоны экзотермических химических реакций за ней, распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью и называется детонационной волной. Фронт детонационной волны — это поверхность гидродинамического нормального разрыва .

Скорость распространения фронта детонационной волны относительно исходного неподвижного вещества называется скоростью детонации. Скорость детонации зависит только от состава и состояния детонирующего вещества и может достигать нескольких километров в секунду как в газах, так и в конденсированных системах .

Многие вещества способны как к медленному . В определённых условиях медленное горение может самопроизвольно переходить в детонацию.

Детонацию, как физико-химическое явление, не следует отождествлять со взрывом . Взрыв — это процесс, в котором за короткое время в ограниченном объёме выделяется большое количество энергии и образуются газообразные продукты взрыва, способные совершить значительную механическую работу или вызвать разрушения в месте взрыва. Взрыв может иметь место и при воспламенении и быстром сгорании газовых смесей или взрывчатых веществ в ограниченном пространстве, хотя при этом детонационная волна не образуется. Так, быстрое сгорание пороха в стволе артиллерийского орудия в процессе выстрела не является детонацией.

Стук , возникающий в двигателях внутреннего сгорания, также называют детонацией возникают крайне редко и только при нарушении условий эксплуатации, например из-за нештатного низкооктанового топлива. При этом двигатель очень быстро выходит из строя из-за разрушения конструкционных элементов ударными волнами.

Детонация в акустике — искажения звука в результате частотной модуляции посторонним сигналом с частотой 0,2 — 200 Гц , например, порождаемым колебаниями скорости протяжки магнитной ленты .

В англоязычной литературе термину детонация эквивалентен составной термин wow and flutter (где wow — «медленная» детонация , flutter — «быстрая»).

Детонация — процесс распространения зоны химической реакции со сверхзвуковой скоростью. Это явление характеризуется скоростью детонации и давлением детонации .

• Стук в двигателе — процесс чрезмерно быстрого сгорания топливной смеси в цилиндре ДВС. Зависит от детонационной стойкости топлив .
• Детонирующий шнур — устройство для передачи на расстояние инициирующего импульса для возбуждения детонации в зарядах взрывчатых веществ.
• Импульсный детонационный двигатель — разновидность авиационного реактивного двигателя.

Акустическая детонация — искажения звука в результате частотной модуляции посторонним сигналом с частотой 0,2 — 200 Гц, например, порождаемым колебаниями скорости протяжки магнитной ленты.

Углеродная детонация — астрофизическое явление в звездной эволюции.