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油气井用炸药的爆轰理论研究与分析

         
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炸药爆轰动力学的理论。当冲击波强度超过某一数量时,即引起冲击波阵面后的炸药迅速化学反应。释放的能量又供给冲击波,使其以恒速沿炸药传播下去,此即爆轰过程。它不仅是化学过程,而且也是流体动力学过程,符合质量守恒、动量守恒和能量守恒三个定律。从19世纪末至今提出爆轰中的化学反应是在一薄层内迅速完成的,即炸药通过冲击波阵面之后,化学反应瞬间完成,变为完全反应的爆轰产物。此一复杂爆轰过程可用较简单的冲击波流体动力学理论研究,实验证明,用这种简化理论研究爆轰波较接近实际。将上述爆轰波简化为化学反应的强间断面理论,通常称为查普曼一朱格特理论(Chapman-Jougettheory),简称C-J理论。此系一般的爆轰波理论概念。从爆轰波定常结构来看,尚有不完善之处。在1940年左右,泽尔多维奇(Zeldovich)、纽曼(Von Neu-man)、多灵(Doring)三位学者相继对C-J理论进行修正,后取三位学者名字第一个字母命名该修正理论,即捷尔道维奇一纽曼一多灵模型(ZeldovichNeuman-Doringmodel)。C-J理论包含一个化学反应的强间断面,实际并未考虑此区的结构,因化学反应并非瞬间完成。在一定反应速率下,必然有一个由原始炸药变成爆轰反应的化学反应区,此区对一些炸药已相当宽,其宽度在毫米量级。据此实际存在,有必要对C-J简化理论进行修正,即把爆轰波视为一个前沿冲击波和一个化学反应区所构成,此即ZND模型,这是现今较完整的爆轰波理论概念。了解火药的爆轰理论对进一步探索和建立油气井用火药的性能和检测方法起到借鉴的作用。

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