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主题:【原创】爆炸力学(一) -- 不爱吱声

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    • 家园 请教:爆炸冲击波的形成

      假设,在一间大的真空屋子里,在普通化学炸药(硝化甘油?/TNT?)旁边摆一个道具,引爆炸药,道具也会被“吹”飞。

      是爆炸化合生成的气态或者离子态物质形成了这种冲击波么?那么,这些气态或离子态物质的动量是爆炸的化学反应产生,并且传递到这些物质微粒上的么?

      • 家园 个人理解

        产生爆炸的条件是热和气体,缺一不可.

      • 家园 说得不差

        简单说来,在TNT类炸药爆炸(爆轰)时,过程进行的极为迅速,这使得原来的炸药几乎在原有的体积瞬间变成高温高压的气体,从而会发生迅速膨胀(比如说,体积可能瞬间膨胀到原来1000倍),进而压缩周围介质,产生冲击波,炸药正是通过高温高压气体膨胀,使得炸药的化学能转变为机械功。这也是为什么如果化学反应不形成气态产物就不会有爆炸现象。

        不过如果是在真空中,由于周围没有介质,那么仅仅有炸药化学反应产生的气体迅速膨胀,而没有周围介质介入,不会形成巨大的冲击波(空气压缩),威力要小很多。所以,你用了个“吹”字,很形象。

        • 家园 一点点不同意见

          呵呵,就着学过的一些东西胡言乱语几句。

          冲击波本质是个声学现象,能量是以波动的形势传播并耗散掉的,用非线性波动解释更合理些。

          “吹”字更多让人觉得这是一个流体现象。虽然的确是湍流(?)吹走了物体,但这个流是由传播到这里的激波引起的,而不是从爆炸点产生的湍流一直吹到了这里吹走了物体。

          • 家园 条件不同。

              在大气中,因为有空气传递能量,是冲击波和“吹”的综合。波先到,“吹”后到,距离远了就基本上吹不到了。

              在真空中,波没法传递,只有靠“吹”了

          • 家园 冲击波不是声学的现象,

            震荡!那是能量的一种传播方式.炸药的冲击波他的场有声,光,热.但实质还是能量在传播.

            炸药的冲击波频率主要由于药燃烧的时候在第一嘶嘶区和第二嘶嘶区的转换中形成.它是通过对周围扩张形成的压力波.它主要体现在压力差上的能量传播.

            声音的冲击波它不是能量值的计算单位,它是频率的计算方式.现代爆破工程也计算冲击波频率已提供能量传输效能.比如暴压比较大的装药,适合炸那些大型的土木类的东西,对于钢铁等就适合爆速较高的炸药.

            低氧类的炸药,比如TNT,它因为燃烧不完全,所以在燃烧过程中会利用一些大气中的空气.于是TNT的暴压高,但它的冲击波的频率波不适合炸金属.

            象奥克托金,还有黑索金这类炸药,他的连续压力没有那么大.因为它是富氧炸药,燃烧很充分.所以在爆炸瞬间整个作功就完成.这就让它形成的冲击波波长短,比较猛烈.对金属或者硬度高的东西毁伤性好.

            黑索金加变压器油和塑化剂做的黑94,就减低了爆速.装药炸建筑物比较好.

            炸药殉爆就和声波有关系,比如在不远的同一种炸药会殉暴,那就是因为冲击波频率传输产生的共振所产生的能量.

            其实,声波它是一个场,而冲击波是能量传输的场.声音的传播是按它的频率来产生共振传播的,属于共振传播.而冲击波传播是压力的传播,也就是被压迫而传输转移.这两种东西本质上是很不同的.

            • 家园 我对爆炸力学不懂,但是物理学过一点

              有几个问题与老兄商讨。

              冲击波不是声学的现象,震荡!那是能量的一种传播方式.炸药的冲击波他的场有声,光,热.但实质还是能量在传播

              波本来就是传播能量的。要说冲击波是声学现象,在爆炸发生后的冲击波传播过程中,也是适用的。当然爆轰的过程本身是化学反应,不是声学过程。

              声音的冲击波它不是能量值的计算单位,它是频率的计算方式

              声波还有一个参数就是振幅。这个参数就是能量的计算单位,虽然还要换算一下。如果没有记错,能量正比于振幅的平方。至于频率,除非有什么别的关系式,应该与波携带的能量没有直接关系。

              • 家园 要看波长

                微观尺度下考虑量子效应,能量的计算就和频率直接关联了。当然波动力学计算上振幅和频率是相互导出的。这里主要讨论的是物理本质上的。

                爆炸方面,特点是高速,但都是宏观。冲击波主要还是指压力波。甚至核武器也是这个压力波占了破坏能量释放的大头。

                所以严格说冲击波不是一般意义上的声学现象,而是力学现象。

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