Shock wave studies of the physical properties of gases

Abstract

ВВЕДЕНИЕВ лабораторной практике физических и физико-химических исследо-ваний свойств различных газов при высокой температуре все более широкое применение находят методы, в которых используются ударные волны. Объясняется это не только возможностями получения таким способом высоких температур и давлений газа, но и значительной простотой газо-динамической схемы процесса, которая позволяет учесть влияние физико-химических превращений среды и получить, таким образом, интересующие нас сведения об особенностях термодинамически неравновесных процессов, вызванных нагревом газа в ударной волне.С помощью ударных волн можно не только изучать термодинамически равновесные состояния газа, но и следить за установлением равновесия во времени, т. е. исследовать кинетику таких неравновесных процессов, как диссоциация, высокотемпературное окисление газов, релаксационные процессы энергетического обмена между внутренними степенями свободы молекул, а также между электронами и положительными ионами вещества, находящегося в ионизованном состоянии.С целью получения наиболее точных сведений о состоянии газа в тече-ние коротких интервалов времени (10~6-10~4 сек) разрабатываются новые импульсные методы измерения температуры, плотности, давления, степени ионизации, испускательной и поглощательной способности, электропро-водности и других параметров газа на основе современных физических методов измерения этих величин.В настоящей статье будут рассмотрены лишь некоторые из многочи ·-ленных исследований, посвященных ударным волнам в газе. Мы ограни-чимся только вопросами установления термодинамического равновесия за фронтом ударных волн в различных газах и попутно коснемся некоторых, наиболее интересных, методических работ в этом направлении.По вопросу об особенностях сильных ударных волн, о внутренней структуре фронта ударной волны с учетом излучения и лучистого тепло-обмена мы отсылаем читателя к обстоятельному обзору Я. Б. Зельдовича и Ю. П. Райзера 1 , написанному авторами многих оригинальных работ, посвященных изучению сильных ударных волн. § 1. О ВЫБОРЕ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН Изменение параметров газа за фронтом ударной волны задается газодинамической схемой исследуемого процесса, т. е. видом и формой ударной волны (одномерный скачок уплотнения, волна детонации, ударная волна, вызванная быстро летящим телом и т. п.), а также ее 10 УФН, т. LXVIII, вып. 3