Динамика ударно-волновых процессов при взрыве в газожидкостных средах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, доктор физико-математических наук Паламарчук, Борис Иванович

• Паламарчук, Борис Иванович
• доктор физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Паламарчук, Борис Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. УДАРНЫЕ ВОЛНЫ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ ВЗРЫВОМ И МЕТОДЫ ИХ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

1.1. Ударные волны в процессах металлообработки взрывом. Проблемы обеспечения безопасности взрывных технологий при их внедрении.

1.1.1. Подводная резка взрывом.

1.1.2. Проблемы локализации действия наземных взрывов.

1.2. Математические методы описания ударно-волновых процессов.

1.2.1. Ударные волны как физическое явление.

1.2.2. Аналитические модели ударных волн.

1.3. Феноменологические модели описания ударно-волновых процессов в газожидкостных средах.

1.3.1. Определяющие уравнения.

1.3.2. Сильная стадия взрыва в двухфазной среде.

1.3.3. Аналогия движения газа и смеси.

1.3.4. Методологические аспекты принципов самоорганизации и частичной упорядоченности в необратимых процессах к описанию ударных волн.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УДАРНО-ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕДАХ.

2.1. Ударные адиабаты газожидкостных сред.

2.2. Отражение ударных волн от жесткой стенки

2.3. Решение задачи сильного взрыва с использованием phi-инвариантов.'.

2.4. Детонационные процессы в двухфазных дисперсных средах.

2.5. Влияние объемной доли конденсированной фазы на параметры гетерогенной детонации в дисперсных средах.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ОТРАЖЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕДАХ. 136 3.1. Методы, оборудование и аппаратура для исследования ударных волн в газожидкостных средах.

3.1.1. Ударные трубы и взрывные камеры.

3.1.2. Методика и схемы регистрации.

3.1.3. Датчики для измерения давления и их калибровка.

3.1.4. Аппаратура для обработки и анализа экспериментальных данных.

3.1.5. Измерительно-вычислительный комплекс для обработки данных численных и натурных экспериментов.

3.2. Структура и параметры плоских ударных волн в газожидкостных средах.

3.2.1. Затухание плоских нестационарных волн в пене.

ГЛАВА 4. УДАРНЫЕ ВОЛНЫ ПРИ ВЗРЫВЕ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ВВ

В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СРЕДАХ.

4.1. Постановка задачи численного моделирования.

4.2. Экспериментальные исследования ударных волн в пузырьковых средах и сравнение их параметров с аналитическим и численным расчетом.

4.3. Экспериментальные исследования ударных волн в пенах и сравнение их параметров с аналитическим и численным расчетом.

4.4. Параметры и структура УВ в воздухе после прохождения газосодержащих демпфирующих оболочек

4.5. Исследование эффективности гашения ударных волн газосодержащими средами при взрыве УКЗ под водой.

4.6. Сопоставительный анализ локализации побочного действия взрыва двухфазными газосодержащими средами, критерии подобия.

ГЛАВА 5. ВОЗДЕЙСТВИЕ УДАРНЫХ ВОЛН НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ И КОНСТРУКЦИИ.

5.1. Критерии поражения конструкций и биологических объектов ударными волнами.

5.2. Зависимость величины безопасного расстояния от энергии взрыва и геометрии заряда.

ГЛАВА б. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ ВЗРЫВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

6.1. Методы и средства гашения воздушных ударных волн при взрывных работах на крупногабаритных резервуарах.

6.2. Разработка защитных устройств для обеспечения экологической чистоты подводной резки взрывом.

6.3. Экспериментальные исследования эволюции ударных волн при взрыве зарядов в защитном исполнении.

6.4. Испытания разработанных активных и пассивных средств защиты ихтиофауны при резке взрывом морских стационарных платформ.

6.5. Обеспечение безопасности и экологической чистоты взрывных технологий

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Динамика ударно-волновых процессов при взрыве в газожидкостных средах»

Интенсивное развитие технологических процессов резки, сварки и обработки материалов взрывом расширило область применения конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) в промышленности. При этом значительно возрос объем технологических работ, которые приходится проводить не на специально оборудованных полигонах и во взрывных камерах, а в городских условиях и цеховых помещениях, в пожаров-зрызоопасной обстановке при ликвидации последствий аварий на нефтегазопроводном транспорте и в условиях радиационных загрязнений (как, например, в зоне отчуждения ЧАЭС).

Центральной проблемой при решении указанных задач является обеспечение экологической чистоты и пожаровзрыво-безопасности технологических процессов, использующих энергию взрыва. Главным сопутствующим фактором, ограничивающим применение энергии взрыва в технологических процессах вне полигонов и взрывных камер, являются ударные (взрывные) волны (УВ), приводящие к поражению объектов и ихтиофауны, повреждению близлежащих конструкций, возбуждению неконтролируемых процессов горения и детонации при ведении работ во взрывоопасной атмосфере. С точки зрения экологической безопасности УВ являются фактором физического загрязнения окружающей среды.

Для подавления УВ в перечисленных случаях актуальной является проблема создания эффективных способов локализации действия взрыва, обладающих мобильностью и не снижающих эффективности технологических процессов металлообработки взрывом (в частности, не препятствующих образованию кумулятивных струй при резке взрывом). Основная идея исследований, последовательно воплощаемая в жизнь с 1973 года при создании эффективных методов локализации действия взрыва и технических средств подавления взрывных нагрузок, состоит в использовании особых свойств сжимаемости в ударных волнах дисперсных газожидкостных систем (ГЖС) типа водно-механических пен и пузырьковых сред, обеспечивающих высокие диссипативные потери при распространении взрывных волн. Сложность описания динамического поведения перечисленных сред, отсутствие экспериментальных исследований взрывных волн в них и обусловливает актуальность задачи изучения динамики ударно-волновых процессов при взрыве в газожидкостных средах.

Динамическое поведение УВ в сжимаемых двухфазных газожидкостных средах качественно отличается от распространения ударных волн в гомогенных средах типа газа и жидкости. Это связано с наличием развитых релаксационных зон межфазного взаимодействия газа с жидкостью и высокой сжимаемостью ГЖС по сравнению с жидкостью и газом. Характерной особенностью ударно-волновых процессов в ГЖС является то, что при протекании в них релаксационных процессов отсутствует геометрическое подобие взрывных волн, характерное для однофазных сред. УВ в двухфазной среде имеют высокие коэффициенты отражения, и при их распространении наблюдается сильная зависимость параметров от завершенности релаксационных процессов.

Исследование динамики ударно-волновых процессов при взрыве в дисперсных средах сопровождается сложными процессами межфазного взаимодействия, что затрудняет их теоретический анализ. В связи с этим представляет интерес проведение представительных экспериментальных исследований и поиск аналитических решений и закономерностей затухания ударных волн в области квазиакустики при замороженных процессах релаксации и термодинамическом равновесии между газовой и жидкой фазами.

Другим смежным направлением, актуальным для ликвидации последствий аварийных ситуаций, является изучение волн горения и детонации в дисперсных средах для выявления качественных отличий от процессов горения и детонации в гомогенных средах. Существенное расширение пределов детонации требует их изучения с целью разработки эффективных методов флегматизации взрывоопасных смесей при аварийных ситуациях.

В связи с использованием на практике широкого спектра ГЖС представляет интерес описание с единых позиций наблюдаемых закономерностей эволюции ударно-волновых процессов в газах, жидкостях и газожидкостных средах и выявление критериев подобия при взаимодействии ударных волн с биологическими объектами и конструкциями.

Такой синтез знаний об эволюции и динамике ударно-волновых процессов необходим для решения обратных задач взрыво-технической экспертизы аварий и несанкционированных взрывов с,целью определения по данным поражения окружающих объектов характеристик и энергии источников взрыва. Актуальность исследований по поиску методов и эффективных средств подавления ударных волн резко возросла в последние годы в связи с террористическими актами. Лока-лизаторы действия взрыва предназначены для защиты персонала и оборудования при консервации и ликвидации взрывоопасных предметов и устройств.

Другой важной практической проблемой является создание безопасных условий использования взрывных технологий при ликвидации последствий аварий на объектах ядерной энергетики. Перечисленные проблемы носят междисциплинарный характер и лежат на стыке различных областей науки, прежде всего, физики взрыва, гидродинамики, сварки и родственных технологий. Комплексное изучение ударно-волновых процессов и обобщение полученных результатов требуют развития методов аналогии и подобия, а также создания эффективных физических и математических моделей, которые дают единое представление о динамических и выявляют общие закономерности и безразмерные параметры, позволяющие целенаправленно управлять ударно-волновыми нагрузками при взрыве в ГЖС с различной структурой и термодинамическими свойствами.

Цель выполненной работы состоит в создании эффективных методов защиты от взрывных волн и локализации их действия дисперсными газожидкостными средами на основе установления физических закономерностей распространения УВ при взрыве в ГЖС и последующем взаимодействии взрывных нагрузок с биологическими объектами и элементами конструкций .

Основные задачи исследования:

1)разработка универсальных методов и лабораторных установок для изучения ударно-волновых процессов при взрыве в ГЖС пузырьковой и пенистой структуры;

2)моделирование и исследование физических процессов, сопровождающих распространение ударных волн при взрыве в газожидкостных дисперсных средах;

3)экспериментальное исследование и теоретический анализ явления горения и детонации в газожидкостных пенах;

4) исследование взаимодействия взрывных волн с биологическими объектами и элементами конструкций (с целью определения критериев их поражения);

5)разработка научно обоснованных методов управления параметрами ударно-волновых воздействий на объекты с использованием газожидкостных локализаторов действия взрыва;

6) создание эффективных методов и технических средств подавления ударных волн и сопутствующих им поражающих факторов;

7)расширение технологических возможностей и областей применения методов резки, сварки и обработки материалов взрывом за счет обеспечения пожаровзрывобезопас-ности и экологической чистоты взрывных технологий газожидкостными локализаторами действия взрыва. Работа состоит из шести глав и приложений.

В первой главе рассмотрены существующие пути решения проблемы локализации действия взрывных волн при использовании энергии взрыва в технологических процессах металлообработки. Показано, что перспективным направлением создания мобильных средств защиты от ударных волн является использование ГЖС, ударно-волновые процессы в которых имеют особые динамические характеристики, что требует учета релаксационных процессов на основе экспериментальных и теоретических исследований эволюции ударных волн при взрыве в ГЖС. Выполнен обзор математических моделей и уравнений для описания ударных волн. Основное внимание уделено существующим аналитическим решениям и принципиальным трудностям при решении проблемы описания ударных волн как физического явления. Полная система уравнений в рамках разработанных классических молекулярно-кинетиче-ских моделей ударной волны больцмановского и максвеллов-ского типа не имеет аналитических решений. В рамках моделей Навье-Стокса и Бюргерса точное аналитическое решение существует для плоской ударной волны умеренной интенсивности и не применимо для сильных ударных волн. Решение проблемы описания ударных волн возможно при усложнении существующих моделей. В рамках молекулярно-кинетического подхода это достигается введением дополнительных членов, учитывающих изменение функции распределения Больцмана за период порядка времени столкновения, а в рамках гидродинамики - введением дополнительных членов дивергентного типа с малым параметром в качестве коэффициента. Такие модели позволяют точнее описать частные случаи ударно-волновых процессов в газах, но не пригодны для описания общих физических закономерностей и определения влияния термодинамических свойств среды на параметры ударных волн.

Важной отличительной от газа особенностью дисперсных ГЖС является то, что диссипативность среды связана не только со столкновениями молекул газа, но и с эффектами взаимодействия газовой и конденсированной фаз. Это порождает набор внутренних степеней свободы в ударной волне и обеспечивает появление спектра структур ударных и детонационных волн, не реализуемых в гомогенных средах. Аналитические решения ударно-волновых задач в ГЖС отсутствуют из-за многообразия и сложности процессов обмена импульсом, энергией и массой, протекающих в ударных волнах.

Расширенный набор внутренних степеней свободы в ГЖС открывает возможность применения новых методов описания ударных волн (как частично упорядоченных структур) , разработанных при исследовании процессов самоорганизации систем вдали от термодинамического равновесия. Разработка физических моделей с использованием таких методов позволяет выявить физические закономерности протекания ударно-волновых процессов и установить их связь с термодинамическими свойствами среды, энергией и глубиной протекания релаксационных процессов при взрыве.

Вторая глава посвящена теоретическому анализу ударно-волновых процессов в ГЖС. Модель базируется на представлении ГЖС как однородной сплошной среды, состоящей из равномерно распределенной в газе жидкой фазы.

Анализ ударных и детонационных адиабат показывает, что (в отличие от гомогенных сред) в ГЖС возможен широкий спектр структур детонационных и ударных волн, которые реализуются в зависимости от соотношений характерных времен релаксации процессов тепломассообмена. Показано, что для проходящих ударных волн при отсутствии массообмена отношение плотности и температуры газа, а также давление и массовая скорость газожидкостной среды не зависят от объемной доли жидкости е, и полностью определяются степенью прогрева жидкости. Плотность среды и скорость отраженных волн зависят как от прогрева, так и от объемного содержания конденсированной фазы (к-фазы). При "заморо-женности" теплообмена между фазами давление отражения и температура газа за фронтом совпадают с параметрами ударных волн в чистом газе.

Особое свойство ударных волн в ГЖС - наличие набора внутренних степеней свободы при пространственной локализации процесса - дает возможность использовать при решении ударно-волновых задач структурные инварианты и законы самоорганизации природных систем вдали от термодинамического равновесия. В работе для решения задачи сильного взрыва привлечены структурные инварианты Фибоначчи, используемые при решении задач динамического хаоса и описания процессов структурообразования в различных необратимых процессах. Применительно к задаче сильного взрыва основная гипотеза возможности использования инвариантов Фибоначчи базируется на том, что частично упорядоченные структуры вдали от термодинамического равновесия обладают, наряду со свойством масштабно-временной инвариантности, свойством самосогласованного развития частей системы как целого. Первое свойство заложено изначально и следует из автомодельного решения задачи сильного взрыва. Второе свойство требует наличия большого числа степеней свободы в ударно-волновом процессе, что не может быть отражено в рамках классических моделей Л.И.Седова и Я.Б.Зельдовича. Для введения этого свойства в математическую модель сильного взрыва в сплошной среде использованы инварианты Фибоначчи и определены необходимые и достаточные условия, обеспечивающие самосогласованное движение сжимаемых в ударной волне частиц сплошной среды.

Свойства специальных тригонометрических Phi-функций и некоторые случаи их применения к описанию необратимых процессов различной природы вынесены в Приложение. Уравнение, связывающее параметры среды в ударной волне с относительной скоростью движения частиц сжимаемой среды, не содержит в качестве параметра энергию взрыва, т.е. отражает динамические свойства сплошной среды, сжимаемой в необратимом ударно-волновом процессе.

Полученное решение позволяет в явном виде аналитически исследовать параметры ударных волн как в газе, так и в дисперсных газожидкостных средах с произвольной объемной долей конденсированной фазы. Сравнение этого решения с моделью Я.Б. Зельдовича показывает, что, если не учитывать конечне сжатие среды, в решении задачи сильного взрыва отсутствует симметрия, присущая полученному аналитическому решению и подтверждаемая результатами численных расчетов полной системы газодинамических уравнений в решении Л.И.Седова. Решение для всех расстояний построено с использованием свойства массовой скорости стремиться к одинаковому пределу при г—»оо, как для автомодельного случая, так и при учете противодавления.

Важными факторами, влияющими на параметры ударных волн в дисперсных средах, являются: конечная плотность источника энергии, степень расширения продуктов детонации и их взаимодействие со средой при взрыве взрывчатых веществ (ВВ). Учет конечного объема продуктов детонации осуществлен в рамках модели эквивалентного газа с использованием метода Асланова-Голинского для определения энергетического эквивалента точечного взрыва (ЭЭТВ) в газе. Установлена связь ЭЭТВ с объемной долей жидкости в среде и с глубиной протекания релаксационных процессов между жидкостью и газом.

Зависимости, полученные в результате теоретического анализа ударных и детонационных волн в ГЖС, устанавливают связь параметров ударно-волновых процессов с термодинамическими свойствами среды, энергией взрыва и конечным объемом, занимаемым продуктами детонации. Универсальные критерии подобия затухания ударных волн представляют основу для разработки научно обоснованных методов создания мобильных средств защиты. Для учета в рамках развиваемого подхода глубины протекания релаксационных процессов, фильтрации продуктов детонации и других факторов, влияющих на затухание УВ, проведены экспериментальные исследования взрыва ВВ в газожидкостных средах.

В третьей главе рассмотрены вопросы разработки методик и экспериментальных установок для исследования ударных волн в ГЖС. Сложность изучения ударно-волновых процессов в газожидкостных пенах и пузырьковых средах связана с тем, что эти среды термодинамически неустойчивы. В газожидкостных пенах после их образования идут процессы синерезиса, изменяющие массовую концентрацию жидкости и структуру пены. Высокая сжимаемость пен и пузырьковых сред по сравнению с газом при развитых зонах релаксации в падающей волне требует конструктивных решений, учитывающих эти особенности ударно-волновых процессов. Для лабораторного моделирования плоских ударных волн разработаны модифицированные ударные трубы. Для исследования плоских нестационарных ударных и детонационных волн, генерируемых взрывом конденсированных ВВ, камера низкого давления ударной трубы соединялась с взрывными камерами мощностью 10-500 г тротила (ТНТ). Это расширило возможности экспериментального исследования нестационарных ударных волн. Параметры ударных волн регистрировались пьезоэлектрическими и электретными датчиками давления с собственной частотой 30-2000 кГц. Оценка влияния пристеночных эффектов проводилась с использованием датчиков ножевого типа с несколькими пьезоэлементами. Для изучения эволюции ударных волн датчики располагались вдоль образующей камеры низкого давления (КНД). При исследовании отражения ударных волн датчики устанавливались на торце ударной трубы.

В работе экспериментально определены структуры проходящих и отраженных ударных и детонационных волн в широком диапазоне изменения термодинамических свойств ГЖС. Обсуждаются механизмы протекания релаксационных процессов, дающих физическое объяснение наблюдаемых структур ударных и детонационных волн.

Сопоставлены параметры ударных волн, полученные в рамках модели эквивалентного газа, с расчетными зависимостями по уравнению состояния, полученному путем интерполяции табличных значений термодинамических свойств воды и воздуха. Установлено, что при давлении на фронте до 1,5 МПа параметры УВ, определяемые с использованием уравнения состояния эквивалентного газа, хорошо коррелируют с расчетными данными, учитывающими реальные свойства фаз. При больших концентрациях жидкости уменьшение плотности газа не только компенсируется сжатием к-фазы, но и приводит к относительному увеличению плотности двухфазной среды. Предположения, заложенные в модели эквивалентного газа, в исследованном диапазоне интенсивностей ударных волн дают отклонения от реальных свойств среды не более 1% для скорости падающей волны, 3% - для избыточного давления и 25% для скорости отраженной УВ. Полученные зависимости для определения параметров УВ пригодны для определения параметров равновесных ударных волн. Для падающих ударных волн это подтверждается соответствием теоретических и экспериментальных результатов. Коэффициенты отражения давления и скорости отраженных волн существенно отличаются от расчетных. Это связано с тем, что в наблюдаемых ударных волнах зона термодинамически равновесных параметров отражается не непосредственно от жесткой стенки, а через слой неравновесной двухфазной среды, заключенной в зоне релаксации. Проведенными исследованиями установлено, что базовая модель эквивалентного газа с приемлемой для решения прикладных задач точностью может использоваться для оценок параметров ударных волн и их зависимости от термодинамических свойств среды. При этом параметры УВ правильно отражают влияние объемной доли конденсированной фазы и степени завершенности релаксационных процессов на параметры УВ.

В четвертой главе исследовано затухание ударных волн при взрыве конденсированных ВВ в газожидкостной пене и пузырьковых средах. Энергия взрыва в ходе экспериментов варьировалась от 4■1СГ3 - 64 МДж при взрыве зарядов ВВ в пене с массовой концентрацией жидкости 2-25 кг/м3. Степень расширения продуктов детонации (ПД) моделировалась изменением параметров в уравнении состояния ПД, а также применением различных "схем детонации" (мгновенная безволновая, мгновенная волновая, реальная), определяющих начальное распределение ПД. Численный расчет по схеме мгновенной безволновой детонации, наиболее полно отвечающий изэнтропическому разлету продуктов детонации (ПД) , удовлетворительно согласуется с экспериментом на расстояниях свыше 20 радиусов заряда. Схемы реальной детонации приводят к перерасширению ПД по сравнению с наблюдаемым в экспериментах и завышению параметров ударных волн. Анализ расчетов также показывает, что учет испарения приводит к незначительному повышению давления в ближней зоне взрыва, а влияние конечной объемной доли жидкости на параметры УВ составляет несколько процентов, что подтверждает выводы теоретического анализа ударно-волновых процессов в рамках модели эквивалентного газа.

Численные расчеты импульса и перепада давления показывают, что с увеличением расстояния от центра взрыва расхождение между расчетными и экспериментальными данными увеличивается, что связано как с характером протекания релаксационных процессов теплообмена в ударной волне, так и с фильтрацией продуктов взрыва через пену. Сделан важный для практического использования локализаторов взрыва вывод о том, что при увеличении энергии взрыва свыше 100 кг ТНТ демпфирующие свойства среды снижаются по сравнению с полученными экспериментальными данными. Это обусловлено ослаблением эффектов фильтрации продуктов, наблюдаемых в опытах и приводящих к неизэнтропичности расширения продуктов взрыва, что подтверждается анализом зависимостей изменения импульса ударной волны (УВ) с расстоянием, из которых следует, что отрыв УВ от продуктов детонации в пене происходит на меньших расстояниях, чем в газе.

При увеличении энергии взрыва процесс передачи энергии ПД в газожидкостную среду будет мало отличаться от взрыва в гомогенных средах, и параметры ударных волн будут близки к расчетным по равновесной модели.

Анализ экспериментальных данных при взрыве в ГЖС пенистой и пузырьковой структуры дает значение ЭЭТВ, промежуточное между замороженным и равновесным состоянием газожидкостной среды. В результате обобщения экспериментального материала получена формула для расчета W-, справедливая для оценки параметров ударных волн при взрыве зарядов ВВ с энергией 0,1-12 МДж в ГЖС пенистой и пузырьковой структуры.

Показано, что для газожидкостных пен затухание ударных волн зависит как от объемной доли жидкости, так и от глубины протекания релаксационных процессов. В пузырьковых средах, в отличие от пены, основным параметром, определяющим демпфирующие способности среды при взрыве, является объемное содержание пузырьков газа.

Учет релаксационных процессов в инженерных расчетах можно осуществить с помощью релаксационного параметра Г. При замороженных релаксационных процессах теплообмена показатель Г равен показателю ударной адиабаты газа, а при равновесных - показателю ударной адиабаты двухфазной среды. Дополнительного гашения ударных волн в пенах для зарядов умеренной мощности можно достичь путем интенсификации процессов теплообмена, например, при заполнении ячеек пены гелием. При аналогичных взрывах в пузырьковых средах отличие параметров ударных волн находилось в пределах разброса экспериментальных данных. Это также обусловлено тем, что определяющим фактором для снижения параметров УВ пузырьковыми средами является объемная концентрация жидкости, а не процессы теплообмена, как в пене. Разработанные инженерные методы позволяют с достаточной для решения практических задач точностью оценивать макропараметры ударных волн, генерируемых в газожидкостных средах, и использовать их для целенаправленного выбора параметров защиты при обеспечении безопасности технологических взрывных работ на земной поверхности и под водой.

Для решения практических задач важно не только знать закономерности затухания УВ в двухфазных средах, но и уметь описать поведение ослабленных защитными оболочками УВ после их выхода в окружающую среду.

Эффективность снижения параметров воздушных УВ определялась путем сопоставления параметров волн, генерируемых при подрыве в воздухе открытых накладных зарядов ЗВ и аналогичных зарядов в защитных оболочках из газосодержа-щих сред. Представлена информация о снижении защитными оболочками избыточного давления, импульса и потока энергии УВ, сформировавшихся в воздухе.

Выполненные исследования показали, что УВ, сформировавшиеся в воздухе после прохода через защитную оболочку, подобны УВ, генерируемым при взрыве в воздухе зарядов ВВ меньшей энергии.

Таким образом, макропараметры УВ, генерируемых при взрыве зарядов ВВ в газосодержащих защитных оболочках, с достаточной для практики точностью можно определять по эффективному тротиловому эквиваленту взрыва Q*, численно равному энергии незащищенного заряда ВВ, при детонации которого на фиксированном расстоянии от места взрыва параметры УВ совпадают с параметрами волны, генерируемой зарядом в защитной оболочке.

Установлены критерии ослабления избыточного давления в ударной волне при взрыве в газосодержащих средах, найдена функциональная зависимость снижения уровня звукового давления квазиакустической УВ от безразмерного параметра, определяющего свойства газожидкостной оболочки. Это обеспечило возможность оценки эффективности локализации печило возможность оценки эффективности локализации действия взрыва газосодержащими средами и оптимизации параметров защиты при выполнении технологических процессов металлообработки взрывом.

Для решения практических задач защиты объектов от ударных волн необходимо учитывать, что при использовании демпфирующих сред (например, пузырьковой защиты, в воде) происходит трансформация ударных волн, прошедших защитную оболочку. Для оценки воздействия таких УВ на объекты и конструкции формулы для определения безопасных расстояний должны учитывать эти изменения, а сами критерии безопасности базироваться на критериях поражения, не зависящих от среды, в которой распространяется ударная волна.

Пятая глава посвящена исследованию взаимодействия ударных волн с биологическими объектами и элементами конструкций с целью установления критериев поражения объектов и определения допустимых расстояний до объектов при ведении взрывных работ. Отсутствие таких критериев затрудняет решение практических задач обеспечения безопасности взрывных технологий.

Анализ действующих норм безопасности показывает, что в существующих нормативных документах невозможно учесть изменения, вносимые средствами защиты, и вероятностный характер поражения объектов УВ. В рамках развиваемой концепции приемлемого риска развит метод диаграмм давление-импульс, основанный на представлениях о гиперболической зависимости кривых равновероятного поражения ударными волнами при взрыве конденсированных ВВ.

На основе избранного подхода исследовано взаимодействие ударных волн с биологическими объектами и построены их динамические портреты. Установлено, что между кривыми равновероятного поражения объектов существует подобие. Использование выявленных критериев подобия позволяет значительно снизить объем трудоемких и дорогостоящих экспериментальных исследований по определению воздействия ударных волн на объекты.

В исследованиях квазиакустических ударных волн установлена корреляционная связь между уровнем звукового давления L(A,I), скорректированного по частотной характеристике А для учета чувствительности слуха в зависимости от частоты, и величиной избыточного давления на фронте ударной волны L(L,P). Экспериментально установлено, что для квазиакустических ударных волн с уровнем избыточного давления L(L,Р)=130-150 дБ при взрыве ВВ массой 0,1-5 кг тротилового эквивалента разность L=L(L,Р)-L(А,I)=24-32 дБ.

При обеспечении экологической безопасности взрывных работ предельно допустимые параметры воздействия ударных волн на защищаемые объекты выбирались исходя из критерия приемлемого риска, который, в частности, определялся путем сравнения с риском от воздействия аналогичных природных факторов или других видов импульсных источников энергии, применяемых на практике.

Разработанные методы прогнозирования параметров ударных волн в ГЖС и полученные критические параметры поражения биологических объектов и элементов конструкций ударными волнами позволили создать эффективные методы определения расстояний, на которых достигается заданный уровень ударно-волнового воздействия на защищаемый объект, в том числе, когда при проведении взрывных работ в качестве средств локализации действия взрыва используются газожидкостные среды.

С использованием установленных закономерностей поражения биологических объектов созданы методы оценки уровня экологической безопасности взрывных технологий. Методологическая ценность полученных зависимостей состоит в том, что они вносят ясный физический смысл в используемые на практике эмпирические зависимости по определению безопасных расстояний и устанавливают связь между существующими подходами оценки поражающего действия ударных волн с учетом критических избыточных давлений, импульса и плотности потока энергии.

Шестая глава посвящена прикладным аспектам использования результатов работы применительно к созданию эффективных способов и технических средств локализации действия взрыва для обеспечения безопасности и экологической чистоты технологических процессов металлообработки взрывом. Созданные средства защиты на основе газожидкостных сред, в отличие от традиционных подходов защиты с использованием взрывных камер, позволили обеспечить экологическую чистоту взрывных технологий с сохранением присущих этим технологиям мобильности и экономической эффективности .

Как пример проблем, решенных с применением газожидкостных локализаторов взрыва, отмечено создание способов и технических средств локализации гидроударных волн (устройства пузырьковой защиты «Ромашка»). С помощью такого устройства обеспечена безопасность технологических процессов подводной резки взрывом эстакад и морских стационарных платформ на акватории Каспийского, Черного и Азовского морей, в том числе и в аварийных ситуациях. Возможности использования газо-жидкостных пен для демпфирования ударных волн и флегматизации пространства в пожаро-взрывоопасной среде проиллюстрированы на примерах ис-польЬзования пен при ликвидации аварий на нефтепроводном транспорте, утилизации металлоконструкций в зоне ЧАЭС, проведении работ по металлообработке взрывом крупногабаритной баковой аппаратуры в городских условиях.

Рассмотрены комбинированные средства локализации действия взрыва на основе газожидкостных сред для ведения взрывных работ во взрывоопасной атмосфере, обеспечивающие, наряду с флегматизацией пространства вокруг заряда и гашения ударных волн, полный перехват осколков.

В заключении главы рассмотрены некоторые аспекты применения импульсных систем разделения конструкций в чрезвычайных ситуациях и вопросы, связанные с созданием современных модулей информационной поддержки взрывных технологий, обобщающих накопленный опыт.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Паламарчук, Борис Иванович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе теоретически и экспериментально исследованы ударно-волновые процессы при взрыве в газожидкостных средах. Выявлены закономерности формирования и эволюции ударных волн, генерируемых взрывом конденсированных ВВ и их воздействие на биологические объекты и элементы конструкций. Установлены критерии подобия ударно-волновых процессов в средах с различными термодинамическими свойствами и структурой. Определено влияние глубины протекания релаксационных процессов на структуру и параметры ударных волн. Изучен ряд ранее неизвестных режимов детонации в дисперсных средах пенистой структуры. Определены энергетические эквиваленты точечного взрыва при взрыве конденсированных ВВ в ГЖС. Созданы мобильные локализаторы взрыва, расширяющие возможности использования технологических процессов металлообработки взрывом. Разработаны эффективные методы прогнозирования параметров взрывных волн и их воздействия на объекты, которые могут быть использованы для взрыво-технической экспертизы несанкционированных взрывов .

По результатам выполненной работы можно сформулировать следующие выводы:

1.С использованием модифицированных ударных труб и взрывных камер проведены систематические исследования структуры ударных волн в ГЖС в диапазоне изменения чисел Маха 1-40.

2.Впервые получено аналитическое решение задачи сильного взрыва в ГЖС, устанавливающее из принципов самоорганизации открытых систем взаимосвязь параметров ударных волн с термодинамическими свойствами среды.

3.Установлены закономерности формирования и эволюции ударных волн при взрыве в газожидкостных средах пенистой и пузырьковых структур в диапазоне изменения массовой концентрации жидкости 2- 999 кг/м3.

4. Исследованы особенности детонационных волн в ГЖС пенистой структуры. Теоретически предсказано и экспериментально подтверждено существование в них гетерогенных детонационных волн без химического пика .

5.Определена связь импульса и давления взрывных волн от энергии взрыва, объемной концентрации газа и те-плофизических свойств ГЖС. Установлено, что при взрыве конденсированных вв в водо-воздушных смесях максимальное гашение УВ наблюдается при объемной доле воды 0,02-0,05. б.Установлено, что при кинематическом равновесии между фазами основными факторами, определяющими снижение параметров взрывных волн в ГЖС, являются газосодержание и полнота протекания тепловой релаксации. Показано, что интенсификация процессов теплообмена в пене путем замены воздуха на гелий или водород при взрыве зарядов конденсированных ВВ с энергией 5-5000 кДж, позволяет дополнительно снизить параметры ударных волн в 1.3-1.5 раза.

7.Определены энергетические эквиваленты взрыва конденсированных ВВ в газожидкостных оболочках. Показано, что при термодинамическом равновесии между фазами энергетический эквивалент точечного взрыва в ГЖС всегда больше 1.

8.Установлены критические параметры равновероятного поражения объектов ударными волнами при импульсном (1кр) , динамическом (Dr]) и квазистатическом воздействии (Ркр) и взаимосвязь между ними для различных уровней поражения объектов - PKPIKPD!r1= const

9.Разработаны инженерные методы и прикладные программы для определения параметров УВ и их воздействия на биологические объекты и элементы конструкций при наземных и подводных взрывах. Разработанные методы нашли применение при решении обратных задач взрыво-технической экспертизы.

10. Разработаны способы и устройства локализации действия взрыва, которые позволяют в 10-100 раз снизить параметры ударных волн по сравнению с гомогенными средами и обеспечить ' пожаро-взрывобезопасность и экологическую чистоту взрывных технологий.

11. Решена важная практическая задача обеспечения безопасности взрывных технологий при ликвидации последствий аварийных ситуаций на нефтегазопроводном транспорте, при демонтаже гидротехнических сооружений и морских стационарных платформ на акваториях Каспийского, Черного и Азовского морей, разделки металлических раадиоактивных отходов в 30-км зоне ЧАЭС.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Паламарчук, Борис Иванович, 2003 год

1. Балашканд М.И., Ловля С.А. Методы возбуждения упругих волн при сейсморазведке на акваториях. М.: Недра, 1977. - 128 с.

2. Балашканд М.И., Векилов Э.Х., Ловля С.А. и др. Новые источники сейсморазведки, безопасные для ихтиофауны. М.: Наука, 1980. - 78 с.

3. Выскребенцев Б.В., Пинус Г.Н., Солодилов Л.Н. О действии взрыва на рыбу // Рыбное хозяйство. 1969. -№1. - С.22-25.

4. Солодилов Л.Н., Неласов Ю.П., Скрябницкая А.К. и др. Действие взрывов сосредоточенных зарядов на рыб Каспийского моря // Вопросы ихтиологии. 1962. - Т.2. -Вып.4. - С.725-730.

5. Протасов В.Р., Богатырев П.Б., Векилов Э.Х. Способы сохранения ихтиофауны при различных видах подводных работ. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. -88 с.

6. Yelverton I.T., Richmond D.R., Hicks W. The relationship between Fish size and their Response to underwater Blast // Topical Report Lovelace Foundation for Medical Educ. and Res., Albuquerque, N.M. 1975, P. 37.

7. Векилов Э.Х. Исследования влияния упругих и электрических полей на ихтиофауну в связи с повышением геологической эффективности морских геофизических работ:

8. Автореф. дисканд. биол. наук / МГУ М., 1973.16 с.

9. Рудаковский JI.Г. Биологические основы рационального ведения сейсморазведки в водной среде // В кн.: Электрические и акустические поля рыб. М. : Наука. -1973. - С.90-113.

10. Дерибас А.А., Ставер A.M. Пятая международная конференция по обработке металлов высокой энергией // Физика горения и взрыва. 1976. - №2. - С.409-421.

11. Досказиев А.Г., Дерибас А.А., Спивак Ю.М., Цветков Д.И., Подчернин П.К. Опытно-экспериментальный участок по обработке металлов взрывом в подземных условиях на Зыряновском свинцовом комбинате. Экспресс-информация КазНИИНТИ, 1977. - 10 с.

12. Медведев И.И., Бухаров И.И., Сафронов А.В. Применение водяной забойки в калийных рудниках // Безопасность труда в промышленности. 1966. - №9.1. С.45.

13. Кравец В.В., Балановский В.Ф., Зинченко В. В. и др. Эффективность водяных завес направленного противодействия ударной воздушной волне // Уголь Украины. 1962. - №5. - С.38-41.

14. Стикачев В.И., Кудинов Ю.В., Мегеря В.М. Исследование возможности создания водяных завес длительного действия // Министерство угольной промышленности СССР; МакНИИ. Макеевка, Донбасс. 1968. - С.142-151.

15. Михайлов В.М. Водяные заслоны для локализации взрывов угольной пыли // Безопасность труда в промышленности. 1966. - №9. - С.62-63.

16. Стикачев В.И., Мегеря В.М., Шевцов Н.Р. Совершенствование водяной завесы при взрывных работах // Безопасность труда в промышленности. 1966. - N'10. -С.30-40.

17. Мегеря В.М. К вопросу оценки предохранительного действия водяных завес // Вопросы безопасности взрывных работ в угольных шахтах: Сб. статей. Министерство угольной промышленности СССР; МакНИИ. Макеевка, Донбасс. - 1968. - С.121-132.

18. Устройство для защиты объектов от воздействия ударных волн при открытых взрывных работах: А.С. 187580 СССР / А.А. Бузуков № 947688 / 40-23; Заявл. 17.03.65; Опубл. 11.10.66. - Бюл. №20.

19. Бузуков А.А. Снижение параметров воздушной ударной волны с помощью воздушно-водяной завесы // ФГВ. -2000. Т.36. - №3. - С.120-130.

20. Кудинов В.М., Паламарчук Б.И., Гельфанд Б.Е., Губин С.А. Параметры ударных волн при взрыве зарядов ВВ в пене // Докл. АН СССР, 1976. Т.228. - №3. -С.555-557.

21. Паламарчук Б.И., Кудинов В.М., Гельфанд Б.Е., Губин С.А. Использование пены для демпфирования ударных волн при сварке и резке взрывом // Автоматическая сварка, 1976. N'3. - С.12-16.

22. Кудинов В.М., Паламарчук Б.И., Гельфанд Б.Е., Губин С.А. Ударные волны в газожидкостных средах пенистой структуры // Прикладная механика, 1977.1. Т.13. №3. - С.92-97.

23. Кудинов В.М., Паламарчук Б.И., гельфанд гашение ударных волн водными пенами // В сб. "Применение энергии взрыва в сварочной технике", Киев: ИЭС им. Е.О. Патона АН УССР, 1977. С.14-18.

24. Borisov A.A., Gelfand В.Е., Palamarchuk B.I. et. al. Shock waves in water foams // Acta Astronautica. 1978. - V.5. - P.1027-1033.

25. Гродзовский Т.Д. Взаимодействие нестационарных ударных волн и перфорированных стенок // Ученые записки ЦАГИ. 1975. - Т.6. - №2. - С.7-15.

26. Островский Е.Н. Поглощение сильной падающей ударной волны перфорированной преградой // Ученые записки ЦАГИ. 1975. - Т.6. - №5. - С.115-118.

27. Тонг К.О., Найт Ч.Дж. Взаимодействие слабых ударных волн с сетками и сотообразными решетками //

28. Ракетная техника и космонавтика. 1980. - Т.18. -№11. - С.24-32.

29. Минеев В.Н., Клаповский В.Е., Кудинов В.М. и др. Ослабление действия воздушной ударной волны перфорированными преградами // Pros. 5-th Symp. expl. work or metals. Gottwaldow. - 1982. - P.357-361.

30. Крайко B.H., Гринь В.Т., Миллер Л.Г. К распаду произвольного разрыва на перфорированной перегородке // ЖПМТФ. 1981. - №3. - С.95-103.

31. Гельфанд Б.Е., Медведев С.П., Поленов А.Н. Взаимодействие нестационарных волн давления с перфорированными перегородками // Изв. АН СССР, МЖГ. 1987. -№6. - С.174-176.

32. Клаповский В.Е., Кудинов В.М, Минеев В.Н. и др. Ослабление действия воздушной ударной волны перфорированными преградами // ФГВ. lybJ. - N'r>. - и.из-116.

33. Конон Ю.А., Первухин Л.Б., Чудновский А.Д. Сварка взрывом / Под редакцией чл.-кор. АН УССР д-ра техн. наук проф. В.М. Кудинова. М.: Машиностроение, 1987. - 216 с.

34. Паркин Б.Р., Гилмор Ф.Р., Броуд Г. Л. Ударные волны в воде с пузырьками воздуха // В кн.: Подводные и подземные взрывы. Сборник переводов. М. : Мир. -1974. - С.152-258.

35. Кутателадзе С.С., Бурдуков А.П., Кузнецов В.В. и др. О структуре слабой ударной волны в газожидкостной среде // ДАН СССР. 1972. - Т.207. - №2. - С.313-315.

36. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрайбер И. Р. и др. Экспериментальное исследование ударных волн в жидкости с пузырьками газа // В сб.: Волновые процессы в двухфазных средах / Под ред. С.С. Кутателадзе. -Новосибирск: СО АН СССР. 1975. - С.54-97.

37. Гельфанд Б.Е., Губанов А.В., Губин С. А. и др. Затухание ударных волн в двухфазной среде жидкость-пузырьки газа // Изв. АН СССР, МЖГ. 1977. - К«1. -С.173-176.

38. Губайдулин А.А., Ивандаев А.И., Нигматулин Р.И. Нестационарные волны в жидкости с пузырьками газа // ДАН СССР. Т.226. - №6. - 1976. - С.1299-1302.

39. Jensen F.B. Response of an air bubble in water to a Shock wave // Danish Center Appl. Mech. Repot. -1973. N49. - P.171-183.

40. Цейтлин Я.И., Гильманов Р.а., нилов ь.г. и локализации действия гидроударных волн взрыва пузырьковой завесой //В кн.: Взрывное дело. Сборник 82/39. Взрывная техника в строительстве и мелиорации. - М. : Недра, 1980. - С.264-272.

41. Borisov A .A., Gelfand В.Е., Timofeev E.I. Shock waves in liquids containing gas bubbles // International J. Multiphase flow. 1983. - V.9 - N5 -P.531-543.

42. Воскобойников И.М., Гельфанд Б.Е., Губин С.A., Когарко С.М., Попов О.Е. Об использовании смеси жидкости с пузырьками газа для передачи ударно-волновых возмущений // Инженерно-физический журнал. 1976. -Т.31. - №4. - С.674-677.

43. Тимофеев Е.И., Гельфанд Б.Е., Гумеров А.Г., Коф-ман М.М., Поленов А.Н., Хомик С.В. Влияние пузырькового экрана на ударно-волновое возмущение жидкости // ФГВ. 1985. - Т.21. - №3. - С.93-102.

44. Кедринский В. К. Гидродинамика взрыва. Эксперимент и модели. Новосибирск, СО РАН, 2000. - 434 с.

45. Гельфанд Б.Е., Сильников М.В. Фугасные эффекты взрывов. С.-Петербург: Полигон, 2002. - 267 с.

46. Сильников М.В., Хомичев В. А. Средства индивидуальной бронезащиты. Серия "Спецтехника органов внутренних дел". Учебное пособие. СПб Университет МВД РФ.- СПб.: Фонд "Университет", 2000. 480 с.

47. Гельфанд Б.Е., Губин С.А., Когарко С.М. и др. Исследование особенностей распространения и отражения волн давления в пористой среде // ЖПМТФ, 1975. №6.- и. /4- / / .

48. Гвоздева Л.Г., Фаресов Ю.М. О взаимодействии ударной волны со стенкой, покрытой пористым сжимаемым материалом. // Письма в ЖТФ, 1984. Т.10. - Вып.19.- С.1153-1156.

49. Гвоздева Л.Г., Фаресов Ю.М., Фокеев В.П. Взаимодействие ударных волн с пористыми сжимаемыми материалами // ЖПМТФ, 1985. №3. - С.111-115.

50. Гельфанд Б.Е., Губанов А.Б., Тимофеев Е.И. Взаимодействие воздушных ударных волн с пористым экраном // Известия АН СССР, МЖГ. 1983. - №4. - С.54-79.

51. Гвоздева Л.Г., Фаресов Ю.М. О расчете параметров стационарных ударных волн в пористой сжимаемой среде // ЖТФ, 1985. Т.55. - Вып.4. - С.773-775.

52. Афанасенко С.И., Нестеренко В.Ф. Применение конденсированных пористых материалов для максимального снижения напряжения в стенках сферических взрывных камер // 7-ой Межд. симп. по использованию энергии взрыва. ЧССР, Пардубице, октябрь 1988. С.508-512.

53. Афанасенко С.И., Нестеренко В.Ф. Применение пористых экранов и наполнителей для увеличения массы заряда ВВ, взрываемого в камере // Препринт ИГД СО АН СССР, 1990. -25 с.

54. Нестеренко В.Ф., Афанасенко С.И., Ческидов П.А. и др. Численная оптимизация защитных слоистых экранов на основе металла и пористой среды // Препринт ИГД СО АН СССР, 1990. 33 с.

55. Macris A, Frost D.L., Nernberg J., Lee J.H.S. Attenuation of blast wave with a celluar material // Proc. ZU-tn symp. iinternational) on snocK waves it,a. Sturtevant В., Shepherd J.E., Hornung H.) World Scientific, 1995, V.2, P.1375-1380.

56. Сильников М.В., Михайлин А.И., Орлов А.В. Оценка каналов диссипации энергии взрыва жидкостным локали-затором // Тезисы докладов Третьей Международной школы-семинара "Нестационарное горение и внутренняя баллистика". С.-Петербург, БГТУ, 2000. - С.34.

57. Сильников М.В., Орлов А.В., Садырин А.И. Об энергоемкости двухфазной газожидкостной среды // Сб. статей "Актуальные вопросы ракетостроения". БГТУ, СПб, 2001. - Вып.1. - С.70.

58. Gelfand В.Е., Silnikov M.V., Mikhailiri A.I., Or-lov A.V. The attenuation of blast overpressures from liquid in an elastic confinement // The 23rd International Symposium on Shock Waves / Fort Worth, Texas, USA. July 22-27, 2001. - P.21.

59. Reichenbach H. Uber das verhalten von Kugel-schichten und Sandfiltern beim auftreffen einer luft-stosswelle // EMI Bericht 5/66, 1966. 40 p.

60. Rogg В., Hermann D., Adomeit G. Shock induced flow in regular arrays of cylinders and packed beds // Int. J. Heat Mass Transfer, 1985. V.28. - N12. -P.2285-2298.

61. Zloch N., Shock attenuation in beds of granular solids // Archiv. Mechanics stosowanej, 1976. V.28.- N5-6. P.817-825.

62. Reichenbach H. Messungen des druckverlaufs nach hindernissen in gangen // EMI Bericht 13/63, 1963. -28 p.

63. Reichenbach H. Funkenkinematographische untersu-chung der stosswellen damfung durch mehrfachreflexion an blenden // Pros. Intern. Symp., Stockholm, 1968. -P.362-365.

64. Медведев С.П., Фролов С.М., Гельфанд Б.Е. Ослабление ударных волн насадками из гранулированных материалов // ИФЖ, 1990. Т. 58. - N'6. - С. 924-928.

65. Britan A., Ben-Dor G., Igra 0., Shapiro H Shock wave attenuation by granular filters // Intern. J. of Multiphase flow, 2000. V.27. - N4. - P.617-634.

66. Гельфанд Б.Е., Сильников M.B. Об эффективности локализации взрыва заряда ВВ многофазными средами // Труды Третьей Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы защиты и безопасности". СПб, 2000. - Т.2. - С.42.

67. Гельфанд Б.Е., Сильников М.В. О роли сжимаемости среды в снижении амплитуды взрывной волны / / Труды Третьей Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы защиты и безопасности". СПб, 2000. - Т.2. - С.47.

68. Kleine Н., Makris A. Development of blast protection equipment // Proc. Symp. on shock waves, Ja-pan-2000, Tokyo University, 2UUU. P.bbi-b/4.

69. Сильников M.B., Михайлин А.И., Орлов А.В. и др. Характеристики фугасного действия при локализованном взрыве // Труды Четвертой Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные проблемы защиты и безопасности". СПб, 2001. - С.580-588.

70. Гельфанд Б.Е., Сильников М.В. Выбор оптимальной системы подавления воздушных ударных волн при взрыве ВВ // Доклады РАН. 2002. - Т.383. - №1. - С.37-39.

71. Паламарчук Б.И. Некоторые аспекты экологической безопасности технологий, использующих энергию взрыва // High energy Rate Fabrication (proceeding of X International Conference) Sept. 18-22, 1989. Ljubljana, Yugoslavia. - P.891-898.

72. Риман Б.О. О распространении волн конечной амплитуды. M.-JI.: Наука, 1948. - 595 с.

73. Меркулова Н.М. История механики газа. М. : Наука, 1976. 231 с.

74. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных явлений. М. : Наука, 1966. — 686 с.

75. Великович A.JT., Либерман М.А. Физика ударных волн в газах и плазме. М.: Наука, 1987. - 295 с.

76. Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. М. : Мир, 1977. - 622 с.

77. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1981. - 448 с.

78. Коробейников В.П. Задачи теории точечного взрыва. М.: Наука, 1985. - 400 с.оо. мордухов м., Либби П. О полном решении уравнений одноразмерного движения вязкого, теплопроводного сжимаемого газа // В сб. «Механика», Вып.1. М. : ИЛ, 1950. - С.22-38.

79. Карпман В. И. Нелинейные волны в диспергирующих средах. М.: Наука, 1973. - 176 с.

80. Ландау Л.Д. Гидродинамика. М. : Наука, 1988 . -736 с.

81. Руденко О.В., Солуян С.И. Теоретические основы нелинейной акустики. М.: Наука, 1975. - 287 с.

82. Бёрд Ч. Молекулярная газовая динамика. М.: Мир, 1981. - 283 с.

83. Силин В.П. Введение в кинетическую теорию газов. М.: Наука, 1971. - 331 с.

84. Резибуа П., де Ленер М. Классическая кинетическая теория жидкостей и газов. — М.: Мир, 1980. 423 с.

85. Табор М. Хаос и интегрируемость в нелинейной динамике. М.: Эдиториал УРСС, 2001. - 318 с.

86. Неравновесные явления: Уравнение Больцмана. — М. : Мир, 1986. 269 с.

87. Mott-Smith Н.М. Phys. Rev., 1951. - V.82. -P.885.

88. Тамм И. Труды ФИАН, 1965. Т.29. - С.239-249. (Работа выполнена в 1947 г.).

89. Schmidt В. J. Fluid Mech. 1969. - V.39. - Part 2. - P.361-373.

90. Mott-Smith Н.М. Phys. Rev., 1951. - V.83. -1115 p.

91. Елизарова Т.Г., Шеретов Ю.В. Теоретическое и численное исследование квазигазодинамических и квазигидродинамических уравнений // ЖВВМ. 2001. - т. 41. - №2. - С.238-255.

92. Алексеев Б. В. Физические основы обобщенной больцмановской кинетической теории газов // УФН. -2000. Т.170. - №6. - С.649-679.

93. Вахненко В.А., Кудинов В.М., Паламарчук Б. И. О влиянии тепловой релаксации на затухание сильной ударной волны в двухфазной среде // Прикладная техника, 1982. Т.18. - №2. - С.91-97.

94. Ивандаев А.И., Кутушев А.Г., Нигматулин Р.И. Газовая динамика многофазных сред. Ударные и детонационные волны в газовзвесях // В сб.: Механика жидкостии газа. М.: ВИНИТИ АН СССР. - 1981. - Т.16. -С.209-287.

95. Рахматулин Х.А. Основы газодинамики взаимопроникающих движений сжимаемых сред // Прикл. мат. и мех., 1956. Т.20. - №2. - С.184-196.

96. Нигматулин Р. И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука. - 1978. - 286 с.

97. Ясников Г.П., Белоусов B.C. Эффективные термодинамические функции газа с твердыми частицами // Инженерно-физический журнал, 1978. Т.34. - №6.1. С.1085-1089.

98. Арутюнян Г.М. Условия применимости результатов гидродинамики совершенного газа и дисперсным средам // Изв. АН СССР, МЖГ, 1979. №1. - С.157-160.

99. Suzuki Т., Ohyaci S., Higashino F., Takano A. The propagation of reacting blast waves through inert particle clouds // Acta Astronautica, 1976. V. 3. -P.517-529.

100. Pai S.I., Menon S., Fan Z.Q. Similarity solutions of strong shock wave propagation in a mixture of gas and dusty particles // Int. J. Eng. Sci., 1980. V.18. - N12 - P.1365-1378.

101. Вахненко В.А., Кудинов B.M., Паламарчук Б.И. Аналогия движения двухфазной среды содержащей несжимаемую и газовую фазы с движением газа // ДАН УССР, сер. А. 1983. - N'6. - С.22-24.

102. Вахненко В.А., Паламарчук Б.И. Описание ударно-волновых процессов в двухфазных средах, содержащих несжимаемую фазу // ЖПМТФ. 1984. - №1. - С.113-119.

103. Кудинов В.М., Паламарчук Б.И., Вахненко В.А. Затухание сильной ударной волны в двухфазной среде // ДАН СССР. 1983. - Т.273. - №5. - С.1080-1083.

104. Паламарчук Б.И., Вахненко В.А., Черкашин А.В. Влияние релаксационных процессов на затухание ударных волн в водных пенах // В кн.: Доклады IV Межд. симп. по использованию энергии взрыва. Чехословакия, Гот-твальдов. - 1979. - С.398-408.

105. Гельфанд Б.Е., Губанов А.В., Тимофеев Е.И. Особенности распространения ударных волн в пенах // ФГВ, 1981. Т.17. - №4. - С.129-136.

106. Кестенбойм Х.С., Росляков Г.С., Чудов Л.А. Точечный взрыв. Методы расчета. Таблицы. М. : Наука, 1974. - 255 с.

107. Ляхов Г.М. Основы динамики взрывных волн в грунтах и горных породах. м.: Недра, 1У/4. - 216 с.

108. Бовт А.Н., Мясников К.В., Николаевский В.Н и др. Камуфлетный взрыв в пористой среде // ЖПМТФ, 1981. -№6. С.121-129.

109. Основания синергетики. С.-Петербург: Алетейя, 2002. - 414 с.

110. Левченко В. Д. Явление самоорганизации в турбулентной плазме: диагностика и примеры // Новое в синергетике, взгляд в третье тысячелетие. М. : Наука, 2002. -С.159-185.

111. Пригожин И. Конец определенности: Время, хаос и новые законы природы. Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2000.- 268 с.

112. Курдюмов С. П. Собственные функции горения нелинейной среды и конструктивные законы построения ееорганизации // Современные проблемы математической физики и вычислительной математики. М. : Наука, 1982. - С.217-243.

113. Климонтович Ю.Л. Динамика неоднозначности // УФН. 1993. - Т.163. - №11. - С.97-98.

114. Боднар О.Я. Геометрия филлотаксиса // ДАН Украины. Т.207.- 1992. - №9. - С.9-14.

115. Стахов А.П., Ткаченко И.С. Гиперболическая тригонометрия Фибоначчи // ДАН Украины. 1993. - Т.208.- №7. С.9-14.

116. Сороко Э.М. Структурная гармония систем. -Минск: Наука и техника, 1984. 365 с.

117. Попков В.В., Шипицын Е.В. Золотое сечение в цикле Карно // УФН. 2000. - Т.170. - №11. - С.1253-1255.1У1. шредер. Фракталы, хаос, степенные законы. -Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2001. 528 с.

118. Rudinger G. Wave propagation in suspensions of solid particles in gas flow // Applied Mech. Rev. 26.- 1973. -P.273-279.

119. Хейз У.Д. Основы теории газодинамических разрывов // В кн. Основы газовой динамики / Под ред. Г.Эм-монса. М. - 1963.

120. Баум Ф.А., Орленко Л.П., Станюкович К.П. и др. Физика взрыва. М.: Наука. - 1975. - 573 с.

121. Carrier G.E Shock waves a dusty gas // J. Fluid Mech. 1958. - P.376-382.

122. Rudinger G. Relaxation in gas-particle flow. -New York, 1969. 186 p.

123. Зельдович Я.Б. Теория ударных волн и введение в газодинамику. М.: Изд. АН СССР, 1946. 201 с.

124. Griffith W.G., Kenney A. Equilibrium behind chock waves in 02, N2, CO, C02 and N202 // I. Fluid Mech. 3. 1957. - P.286-288.

125. Гросс P. Физика сильных ударных волн в газах // В кн. Физика высоких плотностей энергии / Под ред. П.Кальдиролы и Г.Кнопфеля. Мир. - 1974. - С. 27 5310.

126. Rudinger G. Wave propagation in suspensions of solid particles in gas flow // Applied Mech. Rev. 26. 1973. -P.273-279.

127. Хейз У.Д. Основы теории газодинамических разрывов // В кн. Основы газовой динамики / Под ред. Г.Эм-монса. М. - 1963.-702 с.ио. ъаум ф.а., Орленко Л.П., Станюкович К.П. и др. Физика взрыва. М.: Наука. - 1975. - 704 с.

128. Коробейников В.П., Мельникова Н.С., Рязанов Е.В. Теория точечного взрыва. М.: Физматгиз, 1961. - 456 с.

129. Асланов С.К., Голинский О.С. Приближенное решение задачи о распространении ударной волны, образованной взрывом конечного объема. // В кн. Мат. методы мех., жидкости и газа, Днепропетровск: ДГУ, 1981, с. 3-6.

130. Peter I-wu Shen and Adamson T.C. Astronaut Acta.- 1972. V.17. - P.715-728.

131. Сесслер Г. Электреты. М.: Мир, 1983. - 356с.

132. Коул Р. Подводные взрывы.- М. : ИЛ., 1950. 428с.

133. Гельфанд Б.Е., Губанов А.В., Тимофеев Е.И. Особенности распространения ударных волн в пенах // ФГВ, 1981. №4. - С. 37-39.

134. Тимофеев Е.И., Гельфанд Б.Е. и др. Влияние объёмной доли газа на характеристики ударных волн в газожидкостной среде. ДАН СССР, 1983. - Т.268. - №1.- С.21-22.

135. Krasinski J.S., Khosla A., Ramech V. Dispersion of shock waves in liquid foams of high dryness fraction. Arch. Mesh. Stosow., 1978. - V.30. - N4-5. -P.23-26.

136. Паламарчук Б.И., Вахненко В.А. и др. Влияние релаксационных процессов на затухание ударных волн в водных пенах. Сб. докладов IV Междунар. Симп. По использованию энергии взрыва. Чехословакия, Готтваль-дов, 1979. - С.49-51.

137. Вукалович М.П. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Машгиз, 1950. 407 с.

138. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. М.: Изд-во стандартов, 1969. 315 с.

139. Вассерман А.А., Казавчинский Я.З., Рабинович В.А. Теплофизические свойства и его компонентов. М. : Наука, 1966. 209 с.

140. Малахов А.Т., Паламарчук Б.И. Отражение ударных волн в газожидкостных пенах // ЖПМТФ. 1985. - N'1. -С.106-114.

141. Ляхов Г.М., Охитин В.Н. Сферические взрывные волны в многокомпонентных средах // ЖПМТФ. 1974. -№2. - С.75-84.

142. Каширский А.В., Орленко Л.П., Охитин В.Н. Влияние уравнения состояния на разлет продуктов детонации // ЖПМТФ. 1973. - №2. - С.165-170.

143. Рихтмайер Р., Мортон К. Разностные методы решения краевых задач. М.: Мир, 1972. - 418 с.

144. Расчет параметров взрывных волн в плотных средах при различных схемах детонации / Е.Г.Баранов, В.А.Коваленко, Г.М.Ляхов // ЖПМТФ. 1980. - N'1. - С.133-140.

145. Пепекин В.И., Махов М.Н., Лебедев Ю.А. Теплоты взрывчатого разложения индивидуальных ВВ // ДАН СССР. 1977. - Т.232. - №4. - С.852-855.

146. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. М.: Наука, 1979. - 552 с.

147. Кузнецов Н.М. Уравнение состояния и теплоемкость воды в широком диапазоне термодинамических параметров // ЖПМТФ. 1961. - N'1. - С.122-126.

148. Шуршалов Л.В. Выражение для внутренней энергии и энтропии воды в широком диапазоне термодинамическихпараметров // Изв. АН СССР. МЖГ. 1967. - №4. -С.89-91.

149. Баранов Е.Г., Коваленко В.А., Коваленко Е.А. Распределение параметров потока за фронтом одномерной детонационной волны // Сейсмика и взрывное разрушение горных пород. Фрунзе: Илим, 197 4. - С.65-7 6.

150. Охитин В.Н. Влияние плотности ВВ на параметры детонации // Труды МВТУ, №358. Вопросы физики взрыва и удара. Вып.З. - М.: МВТУ, 1981. - С.38-45.

151. Паламарчук Б.И. Исследование ударно-волновых течений в двухфазных средах пенистой структуры: Авто-реф. дис. . канд. физ.-мат. наук. Киев, 197 9. - 16 с.

152. Explosion hazards and evaluation / W.E.Baker, P.A.Cox, P.S.Westine et al. Amsterdam etc.: Elsevier Sci. Publ. Co., 1983. - 807 p.

153. Winfield F.H., Hill D.A. Preliminary Results of the Physical Properties of Aqueous Foams and Their Blast Attenuating Characteristics. DRES-TN-389. -1977. - 32 p.

154. Вахненко В.А., Кудинов B.M., Паламарчук Б. И. К вопросу о затухании сильных ударных волн в релакси-рующих средах // ФГВ. 1984. - №1 - С.105-111.

155. Паламарчук Б.И., Вахненко В.А., Черкашин А.В., Малахов А. Т. Воздушные ударные волны при сварке и резке взрывом и методы их локализации // Автоматическая сварка. 1988. - №2. - С.69-72.

156. Raspet R., Butler Р.В., Jahani F. The effect of material properties on reducing intermediate blast noise // Applied Acoustics. 1987. - V.22. - P.243-259

157. Raspet R., Griffits S.K. The reduction of blast noise with aqueous foam // J. Acoust. Soc. Amer. -1983. V.74. - №6. - P.1757-1763.

158. Griffits S. Aqueous foam blast attenuation // Internal Report, Sandia National Lab., Albuquerque, NM, 1982. 32 p.

159. Садовский M.A. Механическое действие воздушных ударных волн по данным экспериментальных исследований // В сб. Физика взрыва. М.: Из-во АН СССР, 1952. -№1. - С.20-111.

160. Справочник взрывника // Под ред. Кутузова Б.Н. -М.: Недра, 1988. 511 с.

161. Бейкер У., Кокс П., Уэстайн П. и др. Взрывные явления. Оценка и последствия // В 2-х кн. Кн.1. Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 384 с.

162. Hirsh A.E. "The Tolerance of Man to Impact", Annals of the New York Academy of Sciences, 152, Article 1, pp. 168 (October 1968).

163. Hirsh A.E. "Effects of Overpressure on the Ear -A Review", Annals of the New York Academy of Sciences, 152, Article 1, pp. 147 (October 1968).

164. Ross R., et. al. "Criteria for Assessing Hearing Damage Risk from Impulse-Noise Exposure", Human Engineering Laboratory, Aberdeen Proving Ground, Maryland, AD 666206 (August 1967).

165. ГОСТ 12.1.003 83. Шум. Общие требования безопасности. - Ввел. 01.07.84.

166. ГОСТ 23552 79. Самолеты гражданской авиации. -Ввел. 01.07.80.

167. Giesbrecht Н., Hemmer G., Hess К., et al. Analysis of explosion hazards on spontaneous release of inflammable gases into atmosphere // Ger. Chem. Eng. 1981. - N4. - P.315-325.

168. Инструкция по определению радиуса опасной зоны действия ударных воздушных волн на застекление // М.: Изд. Союзвзрывпрома, 1979. 20 с.

169. ГОСТ 12506 81. - Введ. 01.07.82.

170. СНиП 2.01.07. 85. - Введ. 01.01.87.193. • Воздействие ударных волн на окружающую среду при ведении взрывных работ / Паламарчук Б.И., Вахненко

171. B.А., Черкашин А.В., Малахов А.Т. // Использование энергии взрыва для пр-ва металлических материалов с новыми свойствами: Тр. VII Междунар. симп., Готтваль-дов, окт. 1988 г. Готтвальдов (ЧССР), 1988 .1. C.529-534.

172. Единые правила безопасности при взрывных работах. К.: Норматив, 1992. - 172 с.

173. Цейтлин Я.И., Гильманов Р. А. Об энергетическом критерии опасности действия взрывных волн промышленных взрывов // Взрывное дело. N'85/42. - М. : Недра, 1983. - С.61-73.

174. Held М. Blast waves in free air// Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1983. - V.8 - P.158-167.

175. Held M. Similarities of shock wave damage in air and in water // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 1990. - V.15. - N1-2. - P.149-156.

176. Паламарчук Б.И. Некоторые аспекты экологической безопасности технологий, использующих энергию взрыва // Proceedings of X Int. Conf. "High energy rate fabrication", Ljubljana, Yugoslavia, 18-22 sept. 1989. -Ljubljana, 1989. P.891-898.

177. Вахненко В.А., Паламарчук Б.И., Черкашин А.В. Методы прогнозирования действия воздушных ударных волн на остекление при технологических взрывах // Сварка, резка и обработка сварных соединений взрывом. Киев: ИЭС им. Е.О. Патона, 1987. - С.149-155.

178. Westine P.S. R-W plane analysis for vulnerability of targets to air blast // The Shock and Vibration Bulletin. 1972. - V.42, Part 5. - P.173-183.

179. Замышляев Б.В., Яковлев Ю.С. Динамические нагрузки при подводном взрыве. JI.: Судостроение, 1967. - 387 с.

180. Гильманов Р.А., Цейтлин Я.И. Действие гидроударной волны от взрыва на ихтиофауну // Взрывное дело. -№85/42. М.: Недра, 1983. - С.192-200.

181. Palamarchuk B.I. Phi-Invariant of Strong Blast // Ninth International Conference on Fibonacci Numbers and their applications. July 11-22, 2000. P.19-20.