二氧化碳气体膨胀用于裂岩碎石不产生电弧和火花,且不受高温、高寒、高湿等气象条件的影响。不产生具有破坏性的震荡或振波,减少周围环境破坏机率,无需警戒排烟尘;材料来源丰富,可就地取材;提高功效,增加效益,降低成本;
二氧化碳气体膨胀冲击波的基本方程
冲击波的基本方程是联系冲击波波阵面两边介质的状态参数和运动参数之间的关系的表达式。利用冲击波的荃本方程可以从已知的未扰动的状态参数计算出扰动过的介质状态参数,从而研究冲击波的性质。
炸药二炸的基本理论75在t,时刻,活塞在外力作用下以“:的速度从so移到S:,这时活塞前方临近的气体前先受到压缩,山T q-体质点的惰性和粘滞性,只形成一个有限长度为(SI-Al)的压缩区。区内的气材袱态发生变化,密度增大,压力由PO增至pf,并有一向前运动的速度D),即形成较前个微元压缩波,其波阵面为A:一:(即气体原有状态与改变状态的分界面),D:等于静止气体中的声速。
在t2时刻,活塞以U2(U2>111)的速度继续向前移动,由st位置到达S2位置,活裘翔寸方原来处于较前次压缩的气体受到新的压缩,压力由尸:增至几,形成第二个微元压缩波,波阵面为A2-A29速度为D2,此时,较前个微元压缩波已到达A}位置,由于第二个微元压缩波是在较前次压缩它们造成密度增大了的气体中传播,所以波速就等于气体增大了的气体中的声速,D2>D:。
同理.二氧化碳气体膨胀继续增大活塞速度至足够大时,在气体中则相继产生一系列微元压缩波。各微元压缩波都是在比前个波更稠密的气体中传播的,则后面的波的速度都逐个快于前波。终有某一瞬间‘,后面的微元压缩波都赶上较前个波,于是各微元波波阵面靠拢在一起,彼此叠加成一个强压缩波,这就是冲击波。其波阵面为态一。,即管内气体压力的突增面,与此相应的气体温度、密度均呈突跃上升。尸为波阵面压力,D为波阵耐专播速度(即冲击波速度)。这时如果活塞运动速度保持不变,即波阵面压力、密度、温度以及速度均为定值,则冲击波保持一定形状向前传播。
二氧化碳气体膨胀冲击波与声波的明显区别在于:
(1)冲击波不具有振动的周期性,波阵面上的介质状态参数(速度、压力、密度、温度)突然跃升到高值:
(2)冲击波引起介质质点的移动,其移动方向与波的传播方向一致,当冲击波经过以后.介质质点占据了空间中一个新位置:
(3)冲击波传播速度远大于声速,它引起介质状态变化的程度比声波州导多;
(4)冲击波的速度与波的强度有关,波阵面上介质状态变下匕迪大,冲击波越强烈。
冲击波在介质中传播时,不断对介质压缩、加热、做功而消耗能量并逐渐衰减为声波而趋于消失。