폭발

Detonation
스파크 점화 엔진의 폭발은 엔진 노킹을 참조하십시오.
헌신을 혼동하지 마세요.
TNT의 폭발과 충격파

폭발은 초음속 발열 전선이 매체를 통해 가속하는 것과 관련된 연소의 한 종류로, 결국 매체의 바로 앞에서 전파되는 충격 전선을 구동합니다.[1]폭발은 1km/초의 속도로 충격파를 통해 초음속으로 전파되며, 1m/[2]초의 아음속 불꽃 속도를 갖는 분화와는 다르다.

폭발은 기존의 고체 및 액체 [3]폭발물뿐만 아니라 반응 가스에서도 발생합니다.고체 및 액체 폭발물의 폭발 속도는 기체 폭발물의 폭발 속도보다 훨씬 높기 때문에 파장을 더 자세히 관찰할 수 있다(높은 분해능).

매우 다양한 연료가 기체(예: 수소), 액체 안개 또는 먼지 부유물로 발생할 수 있습니다.산화제는 다이옥시겐 외에 할로겐 화합물, 오존, 과산화수소 및 질소산화물을 포함할 수 있다.가스 폭발은 종종 기존의 가연성 비율보다 약간 낮은 성분으로 연료와 산화제의 혼합과 관련이 있다.그것들은 제한된 시스템에서 가장 자주 발생하지만, 때때로 큰 증기 구름에서 발생합니다.아세틸렌, 오존 및 과산화수소와 같은 다른 물질들은 산화제(또는 환원제)가 없을 때 폭발할 수 있다.이러한 경우 방출되는 에너지는 [4][5]물질의 분자 구성 요소의 재배열에서 비롯됩니다.

폭발은 1881년 4명의 프랑스 과학자 마르셀린 베르텔로와 폴 마리 외젠[6] 비에유, 어니스트 프랑수아 말라르, 헨리 루이 르 [7]샤틀리에 의해 발견되었다.전파의 수학적 예측은 1899년 데이비드[8] 채프먼에 의해 그리고 1905년,[9] 1906년,[10] 1917년 에밀 주게에 의해 처음 수행되었다.폭발에 대한 이해의 다음 발전은 1940년대 초 존 폰 노이만과[11] 베르너 돌링[12] 그리고 야코프 B에 의해 이루어졌다. 1960년대 젤도비치와 알렉산드르 솔로몬비치 콤파네츠.[13]

이론들

기체 폭발의 행동을 예측하는 가장 간단한 이론은 20세기 초에 개발된 채프먼-주게 이론으로 알려져 있다.비교적 간단한 대수 방정식 세트로 설명되는 이 이론은 폭발을 발열성 열 방출을 동반하는 전파 충격파로 모델링합니다.이러한 이론은 화학 작용과 확산 이동 과정을 충격이 지나가면서 갑작스럽게 발생한다고 설명한다.

좀 더 복잡한 이론은 제2차 세계대전 중에 젤도비치, 폰 노이만, 도링에 [13][11][12]의해 독립적으로 발전되었다.현재 ZND 이론으로 알려진 이 이론은 제한된 속도의 화학 반응을 허용하고, 따라서 폭발을 무한히 얇은 충격파로 묘사하고, 그 다음에 발열 화학 반응 구역으로 묘사합니다.정지 충격의 기준 프레임과 함께 다음 흐름은 아음속이며, 따라서 음향 반응 구역이 유도 전면 바로 뒤인 채프먼-주게 [14][9]상태를 따릅니다.

일부 폭발물에서는 [15]반응 구역이 반금속이라는 증거도 있다.

두 이론 모두 1차원적이고 안정된 파동 전선을 설명한다.그러나 1960년대 실험에서는 기상 폭발이 가장 자주 불안정한 3차원 구조로 특징지어지는 것으로 밝혀졌으며, 이는 평균적인 의미에서 1차원 정상 이론에 의해서만 예측될 수 있다.실제로 이러한 파동은 구조가 [16][17]파괴되면서 소멸된다.우드-커크우드 폭발 이론은 이러한 한계 [18]중 일부를 수정할 수 있다.

실험 연구는 그러한 전선의 전파에 필요한 조건의 일부를 밝혀냈다.가두는 경우 연료와 산화제의 혼합물과 불활성 물질과 자가 분해 물질의 구성 범위는 가연성 한계보다 약간 낮으며, 구체적으로 팽창하는 전선의 경우 그 [19]범위보다 훨씬 낮다.희석제 농도의 증가가 개별 기폭 세포의 확장에 미치는 영향은 우아하게 [20]입증되었다.마찬가지로 초기 압력이 [21]떨어지면 크기가 커집니다.셀 폭은 최소 격납 치수와 일치해야 하므로 개시자에 의해 오버드라이브되는 모든 파동은 소거됩니다.

수학적 모델링은 반응을 [22][23]유발하는 충격의 배후에 있는 복잡한 흐름장을 예측하는 것으로 꾸준히 발전해 왔습니다.현재까지 구조물이 어떻게 형성되고 비정제 파동 뒤에서 유지되는지에 대해서는 아무도 적절하게 설명하지 못했다.

적용들

폭발장치에 사용될 경우 폭발로 인한 주요 피해 원인은 주변의 초음속 돌풍 전선(강력한 충격파)이다.이는 발열파가 아음속이고 비금속 분진의 최대 압력이 [24]약 7 - 10배 대기압인 디플라그레이션과 큰 차이를 보인다.따라서 폭발은 파괴 목적의 특징이며, 폭발은 화기의 발사체 가속에 유리하다.그러나 폭발파는 표면에 코팅의[25] 퇴적이나 장비의 청소(예: 슬래그[26] 제거)를 포함한 덜 파괴적인 목적으로도 사용될 수 있으며, 그렇지 않으면 융합에 실패할 수 있는 금속을 폭발적으로 용접할 수도 있다.펄스 폭발 엔진은 우주항공 [27]추진에 폭발파를 이용한다.맥박 폭발 엔진을 탑재한 항공기의 첫 비행은 2008년 [28]1월 31일 모하비 항공 우주 항구에서 이루어졌다.

엔진 및 화기에 탑재

일부 장치에서는 폭연이 필요할 때 의도하지 않은 폭발이 문제가 됩니다.오토 사이클(가솔린 엔진)에서는 엔진 노킹, 핑킹 또는 핑킹이라고 하며, 엔진 [29]고장으로 이어질 수 있는 동력 손실, 과도한 가열 및 가혹한 기계적 충격을 일으킵니다.총기류에서는 치명적이고 치명적인[citation needed] 고장을 일으킬 수 있습니다.

펄스 폭발 엔진은 펄스 제트 엔진의 한 형태로 여러 번 실험되었으며, 이는 우수한 연료 효율을[citation needed] 제공할 수 있는 가능성을 제공합니다.

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레퍼런스

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외부 링크

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