Detonation schließt eine exothermic Überschallvorderbeschleunigung durch ein Medium ein, das schließlich eine Stoß-Vorderseite steuert, die sich direkt davor fortpflanzt. Detonationen werden sowohl in herkömmlichen festen als auch in flüssigen Explosivstoffen, sowie in reaktivem Benzin beobachtet. Die Geschwindigkeit von Detonationen in festen und flüssigen Explosivstoffen ist viel höher als das in gasartigen, das dem Welle-System erlaubt, mit dem größeren Detail (höhere Entschlossenheit) beobachtet zu werden.

Gasartige Detonationen kommen normalerweise in beschränkten Systemen vor, aber werden gelegentlich in großen Dampf-Wolken beobachtet. Sie werden häufig mit einer gasartigen Mischung des Brennstoffs und oxidant einer Zusammensetzung etwas unter herkömmlichen Entflammbarkeitsgrenzen vereinigt. Es gibt eine außergewöhnliche Vielfalt von Brennstoffen, die als Benzin als Tröpfchen-Nebel und als Staub-Suspendierungen da sein können. Andere Materialien, wie Acetylen, Ozon und Wasserstoffperoxid sind detonable ohne Sauerstoff, vollere Listen werden sowohl von Stull als auch von Bretherick gegeben. Oxidants schließen Halogene, Ozon, Wasserstoffperoxid und Oxyde des Stickstoffs ein.

In Bezug auf den Außenschaden ist es wichtig, zwischen Detonationen und Verpuffungen zu unterscheiden, wo die exothermic Welle Unterschall-ist und maximaler Druck höchstens ein Viertel von denjenigen ist, die vom ersteren erzeugt sind. Prozesse, die am Übergang zwischen Verpuffung und Detonation beteiligt sind, werden gründlich für gasses von Nettleton bedeckt.

Etymologie

Französischer détoner, um zu explodieren; von lateinischem detonare, um Donner auszugeben; von de - ~off + tonare, um zu donnern

Theorien

Die einfachste Theorie, das Verhalten von Detonationen in Benzin vorauszusagen, ist als Theorie von Chapman-Jouguet (CJ) bekannt, die um die Umdrehung des 20. Jahrhunderts entwickelt ist. Diese Theorie, die durch einen relativ einfachen Satz von algebraischen Gleichungen beschrieben ist, modelliert die Detonation als eine sich fortpflanzende durch die Exothermic-Hitzeausgabe begleitete Stoß-Welle. Solch eine Theorie-Grenzen die Chemie und der sich verbreitende Transport gehen zu einer ungeheuer dünnen Zone in einer Prozession.

Eine kompliziertere Theorie wurde während des Zweiten Weltkriegs unabhängig von Zel'dovich, von Neumann und W. Doering vorgebracht. Diese Theorie, jetzt bekannt als ZND Theorie, lässt begrenzte Rate chemische Reaktionen zu und beschreibt so eine Detonation als eine ungeheuer dünne von einer Zone der exothermic chemischen Reaktion gefolgte Stoß-Welle. Mit einem Bezugsrahmen eines stationären Stoßes ist der folgende Fluss Unterschall-, so dass eine akustische Reaktionszone sofort hinter der Leitungsvorderseite, der Bedingung des Hausierers-Jouguet folgt.

Es gibt auch einige Beweise, dass die Reaktionszone in einigen Explosivstoffen halbmetallisch ist.

Beide Theorien beschreiben eindimensionale und unveränderliche Welle-Vorderseiten. Jedoch, in den 1960er Jahren, haben Experimente offenbart, dass gasphasige Detonationen meistenteils durch unsichere, dreidimensionale Strukturen charakterisiert wurden, die nur in einem durchschnittlichen Sinn können, durch eindimensionale unveränderliche Theorien vorausgesagt werden. Tatsächlich werden solche Wellen gelöscht, weil ihre Struktur zerstört wird. Die Detonationstheorie von Wood-Kirkwood kann für einige dieser Beschränkungen korrigieren.

Experimentelle Studien haben einige der für die Fortpflanzung solcher Vorderseiten erforderlichen Bedingungen offenbart. In der Beschränkung ist die Reihe der Zusammensetzung von Mischungen des Brennstoffs und oxidant und der sich selbstzersetzenden Substanzen mit inerts ein bisschen unter den Entflammbarkeitsgrenzen und um Vorderseiten ganz unter ihnen kugelförmig auszubreiten. Der Einfluss, die Konzentration des Verdünnungsmittels bei der Erweiterung individueller Detonationszellen zu vergrößern, ist elegant demonstriert worden. Ähnlich wächst ihre Größe, als der Anfangsdruck fällt. Da Zellbreiten mit der minimalen Dimension der Eindämmung verglichen werden müssen, wird jede vom Initiatoren abgehetzte Welle gelöscht.

Das mathematische Modellieren ist zum Voraussagen der komplizierten Fluss-Felder hinter Stößen fest vorwärts gegangen, die Reaktionen veranlassen. Bis heute hat niemand entsprechend beschrieben, wie Struktur gebildet und hinter unbegrenzten Wellen gestützt wird.

Anwendungen

Die Hauptursache des Schadens von Sprengvorrichtungen ist wegen einer Überschalldruckwelle-Vorderseite (eine starke Stoß-Welle) im Umgebungsgebiet. Deshalb wird die Detonation in erster Linie mit Explosivstoffen und der Beschleunigung von verschiedenen Kugeln vereinigt. Jedoch können Detonationswellen auch zu weniger zerstörenden Zwecken wie Absetzung von Überzügen zu einer Oberfläche oder Reinigung der Ausrüstung (z.B Schlacke-Eliminierung) verwertet werden. Pulsdetonationsmotoren verwerten die Detonationswelle für den Raumfahrtantrieb. Der erste Flug eines durch einen Pulsdetonationsmotor angetriebenen Flugzeuges hat an Mojave Air & Space Port am 31. Januar 2008 stattgefunden.

In Motoren und Schusswaffen

Unbeabsichtigte Detonation, wenn Verpuffung gewünscht wird, ist ein Problem in einigen Geräten. In inneren Verbrennungsmotoren wird es das Motorklopfen genannt und verursacht Verlust der Macht und übermäßige Heizung von bestimmten Bestandteilen. In Feuerarmen kann es katastrophal und vielleicht tödlicher Misserfolg verursachen.

Siehe auch

• Kohlenstoff-Detonation
• Sprengkapsel
• Detonation einer explosiven Anklage
• Detonationsdiamant
• Detonationsflamme arrester
• Mitfühlende Detonation
• Kernprüfung
• Vordetonation
• Bedingung des Hausierers-Jouguet
• Motor, der schlägt
• Verpuffung

Links

• Video von Youtube demonstrierende Physik einer Druckwelle-Welle
• GALCIT Explosionsdynamik-Labordetonationsdatenbank