Deflagration til detonasjon overgang - Deflagration to detonation transition

Deflagrasjon til detonasjon overgang (DDT) refererer til et fenomen i antennbare blandinger av en brennbar gass og luft (eller oksygen ) når en plutselig overgang finner sted fra en deflagrasjon type forbrenning til en detonasjon type eksplosjon.

Beskrivelse

En hurtig forbrenning er karakterisert ved en subsonisk flammeforplantningshastighet , typisk langt under 100 meter per sekund (220 km / h), og forholdsvis små overtrykk , typisk under 0,5 bar (7,3 MPa). Hovedmekanismen for forbrenningens forplantning er av en flammefront som beveger seg fremover gjennom gassblandingen - i tekniske termer går reaksjonssonen (kjemisk forbrenning) gjennom mediet ved prosesser med diffusjon av varme og masse . I sin mest godartede form kan en deflagrasjon rett og slett være en flash-fyr .

I kontrast er en detonasjon preget av supersoniske flammeutbredningshastigheter, kanskje opp til 2000 meter per sekund (4500 mph), og betydelige overtrykk, opp til 20 bar (290 psi). Hovedmekanismen for detonasjon forplantning er av en kraftig trykkbølge som komprimerer den uforbrente gassen før bølgen til en temperatur over selvantennelsestemperaturen. I tekniske termer er reaksjonssonen (kjemisk forbrenning) en selvdrevet sjokkbølge der reaksjonssonen og sjokket er sammenfallende, og den kjemiske reaksjonen initieres av kompressiv oppvarming forårsaket av sjokkbølgen. Prosessen ligner på tenning i en dieselmotor , men mye mer plutselig og voldsom.

Under visse forhold, hovedsakelig når det gjelder geometriske forhold (som delvis inneslutning og mange hindringer i flammestien som forårsaker turbulente flammevirvelstrømmer), kan en subsonisk flamme akselerere til supersonisk hastighet, og overgår fra deflagrasjon til detonasjon. Den nøyaktige mekanismen er ikke fullstendig forstått, og mens eksisterende teorier er i stand til å forklare og modellere både deflagrasjoner og detonasjoner, er det for tiden ingen teori som kan forutsi overgangsfenomenet.

Eksempler

En deflagration til detonasjonsovergang har vært et trekk ved flere store industriulykker :

applikasjoner

Fenomenet utnyttes i pulsdetonasjonsmotorer , fordi en detonasjon produserer en mer effektiv forbrenning av reaktantene enn en deflagrasjon gjør, dvs. gir høyere utbytter. Slike motorer bruker vanligvis en Shchelkin-spiral i forbrenningskammeret for å lette deflagrasjon til detonasjonsovergang.

Mekanismen har også funnet militær bruk i termobariske våpen .

Beslektede fenomener

En analog deflagrasjon til detonasjonsovergang (DDT) har også blitt foreslått for termonukleære reaksjoner som er ansvarlige for initiering av supernovaer . Denne prosessen har blitt kalt en " karbon detonasjon ".

Se også

Referanser