Способ получения высокотемпературной сверхзвуковой струи

 

Изобретение относится к специальным работам и может быть использовано для разрушения материалов. Целью изобретения является снижение и стабилизация скорости реакции горючего и окислителя жидкого ВВ, т.е. предотвращение перехода горения последнего в детонацию, для получения высокотемпературной, сверхзвуковой струи. Указанная цель достигается тем, что непрерывное истечение компонентов жидкого ВВ соударяющимися струями с последующим формированием струи осуществляют их распылением с последующим смешиванием в ограниченном объеме, образованием области с давлением выше атмосферного от сгорания компонентов и направлением продуктов сгорания через сопло Лаваля, которое формирует высокотемпературную, сверхзвуковую струю. 1 ил.

Изобретение относится к способам получения высокотемпературной, сверхзвуковой струи с использованием компонентов жидкого взрывчатого вещества (ВВ) взрывогенераторных установок и может быть использовано в горнорудной промышленности и строительстве для расчленения железобетонных конструкций и крупных обломков при реконструкции или разборке зданий и сооружений, а также в целях Гражданской обороны при разборке завалов, образовании проемов и т.п. когда затруднено или невозможно выполнение операций по резке арматуры вручную.

Известен способ получения высокотемпературной, сверхзвуковой струи, заключающийся в непрерывном истечении жидкого горючего в распыленном виде и газообразного окислителя в камеру, где происходит их перемешивание и сгорание.

Продукты сгорания направляют в сопло, формирующее высокотемпературную, сверхзвуковую струи (Чеченков А.С. Разработка прочных грунтов, Л. Стройиздат, 1987, с.149).

Однако термодинамические параметры струи, кроме случая использования в качестве окислителя кислорода, не позволяют осуществлять резку металла при удалении его поверхности от среза сопла.

Кроме того этот способ требует применения дополнительных устройств, например газогенератора, для подачи газообразного окислителя в камеру сгорания. При использовании в качестве окислителя кислорода недостатком является также и высокая стоимость получения кислорода и его транспортировки, а также повышенная опасность работы с ним.

Наиболее близким к предлагаемому является способ микровзрывного разрушения твердых материалов, заключающийся в непрерывной раздельной подаче окислителя, четырехокиси азота и горючего (керосина), являющихся компонентами жидкого ВВ, через дозирующие устройства к распределительной головке, и истечении горючего и окислителя соударяющимися струями с последующим их смешиванием вне распределительной головки в открытом пространстве, образованием струи жидкого ВВ, и ее инициированием с почти мгновенным переходом горения в детонацию [1] Однако этот способ не позволяет получить высокотемпературную, сверхзвуковую струи, поскольку не обеспечивает горения струи жидкого ВВ и приводит к ее детонации.

Целью изобретения является снижение и стабилизация скорости реакции окисления горючего и окислителя жидкого ВВ, т.е. предотвращение перехода горения последнего в детонацию для получения высокотемпературной, сверхзвуковой струи.

Цель достигается тем, что непрерывное истечение компонентов жидкого ВВ осуществляют их распылением с последующим смешиванием в ограниченном объеме, образованием области с давлением в пределах от 0,12 до 0,5 МПа от сгорания компонентов и направлением продуктов сгорания через сопло Лаваля.

При осуществлении способа происходит стабилизация скорости реакции взаимодействия горючего и окислителя жидкого ВВ и гарантированное предотвращение перехода процесса горения в детонацию вследствие малого диаметра капель последнего и поддержании таких условий в ограниченном объеме, где происходит реакция, которая обеспечивает стабильное равенство газоприхода в него газорасходу из него.

На чертеже показана принципиальная схема осуществления данного способа.

Способ получения высокотемпературной, сверхзвуковой струи с использованием компонентов жидкого ВВ взрывогенераторных установок осуществляют в следующем порядке.

Горючее (керосин) и окислитель (четырехокись азота), являющиеся компонентами жидкого ВВ взрывогенераторных установок, раздельно подают к распылителям 1, из которых компоненты непрерывно истекают распыленными струями 2 в камеру 3, где смешиваются, образуя распыленную смесь жидкого ВВ и сгорают.

Вследствие этого в камере 3 повышаются температура и давление и продукты сгорания, истекая через сопло Лаваля 5, образуют высокотемпературную, сверхзвуковую струю 6.

Конструктивные параметры камеры (диаметр и длина цилиндрической части), сопла Лаваля (площадь критического сечения) и распылителей подбирают таким образом, чтобы абсолютное давление находилось в пределах 0,12-0,5 МПа.

Термодинамические параметры полученной таким способом струи позволяют, например, осуществлять резку арматуры железобетонных конструкций на расстоянии разрезаемой поверхности от среза сопла, в 3-4 раза большем, чем у известных огнеструйных горелок с такими же размерами критического сечения сопла.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУИ с использованием компонентов жидкого ВВ взрывогенераторных установок, включающий непрерывную подачу горючего и окислителя через дозирующие устройства к распределительной головке и их истечение из последней, отличающийся тем, что истечение компонентов жидкого ВВ осуществляют их распылением с последующим смешиванием в ограниченном объеме, образованием области с давлением в пределах 0,12 0,5 МПа от сгорания компонентов и направлением продуктов сгорания через сопло Лаваля.

РИСУНКИ

Рисунок 1