Определение энергии кумулятивной струи различными способами

2 / 16

В.И. Васюков, Ю.М. Дильдин, С.В. Ладов, С.В. Федоров
2 Инженерный журнал: наука и инновации # 4·2017
мального коэффициента удлинения) состоит из суммы кинетической
энергии отдельных элементов и суммы изменения их внутренней
энергии:
2
c c
c
1 1
,
2
i i
i n i n
i
i i
M v
E U
= =
= =
= + ∆ ∑ ∑ (1)
где i — порядковый номер элемента струи; n — общее количество
элементов струи; ci M — масса i -го элемента струи; ci v — скорость
i-го элемента струи; i U ∆ — изменение внутренней энергии элемента
струи.
Изменение внутренней энергии i U ∆ следует определять по агре-
гатному состоянию элементов струи после окончательного формиро-
вания и можно выразить через одну из следующих зависимостей:
c
c
c
,
,
,
i
i
i
i i
i
i
U cM T
U M
U gM
 ∆ =
 ∆ = λ
∆

 ∆ = 
(2)
где c, , g λ — соответственно удельная теплоемкость, удельная теплота
плавления и удельная теплота сгорания материала i-го элемента струи;
i T ∆ — изменение абсолютной температуры i-го элемента струи.
В случае когда элементы кумулятивной струи находятся в раз-
личных агрегатных состояниях, изменение внутренней энергии мож-
но определить по формулам (2). Для кумулятивной струи из тради-
ционных материалов, таких как медь и сталь, основную долю энер-
гии составляет ее кинетическая энергия. По оценкам, сделанным для
наиболее энергоемкого материала — алюминия, доля внутренней
энергии от общей энергии кумулятивной струи составляет примерно
4 %, а если считать, что элемент струи находится в расплавленном
состоянии, то доля внутренней энергии увеличивается до 6 %. По-
этому в последующих оценках и расчетах будем полагать, что энер-
гию кумулятивной струи можно определить только по кинетической
энергии ее элементов:
2
c c
c
1
.
2
i i
i n
i
M v
E
=
=
≈ ∑ (3)
Определить энергию кумулятивной струи непосредственно через
массу элементов струи и их скорость сложно, тем не менее задачу
можно решить путем рентгенографирования кумулятивной струи в
процессе ее образования и растяжения. Однако для постановки таких
экспериментов необходима специальная аппаратура (рентгенографи-
ческая установка) и требуются особые условия для их проведения.