El modelo de detonación ZND es un modelo unidimensional para el proceso de detonación de un explosivo . Fue propuesto durante la Segunda Guerra Mundial de forma independiente por YB Zel'dovich , [1] John von Neumann , [2] y Werner Döring , [3] de ahí el nombre.
Este modelo admite reacciones químicas de velocidad finita y, por lo tanto, el proceso de detonación consta de las siguientes etapas. Primero, una onda de choque infinitesimalmente delgada comprime el explosivo a una alta presión llamada pico de von Neumann . En el punto de pico de von Neumann, el explosivo aún permanece sin reaccionar. El pico marca el inicio de la zona de reacción química exotérmica, que termina en el estado Chapman-Jouguet . Después de eso, los productos de detonación se expanden hacia atrás.
En el marco de referencia en el que el choque es estacionario, el flujo que sigue al choque es subsónico . Debido a esto, la liberación de energía detrás del amortiguador puede transportarse acústicamente al amortiguador para su soporte. Para una detonación autopropagable, el choque se relaja a una velocidad dada por la condición de Chapman-Jouguet , que induce al material al final de la zona de reacción a tener una velocidad sónica local en el marco de referencia en el que el choque está estacionario. En efecto, toda la energía química se aprovecha para propagar la onda de choque hacia adelante.
Sin embargo, en la década de 1960, los experimentos revelaron que las detonaciones en fase gaseosa se caracterizaban con mayor frecuencia por estructuras tridimensionales inestables, que solo en un sentido promedio pueden predecirse mediante teorías estables unidimensionales. De hecho, esas olas se apagan a medida que se destruye su estructura. [4] [5] La teoría de la detonación de Wood-Kirkwood puede corregir algunas de estas limitaciones. [6]
Referencias
- ^ Zel'dovich, Ya. B. (1940).К теории распространения детонации в газообразных системах[Sobre la teoría de la propagación de detonaciones en sistema gaseoso]. Zhurnal Éksperimental'noĭ i Teoreticheskoĭ Fiziki (en ruso). 10 : 542–568. Traducción en inglés: hdl : 2060/19930093969 .
- ^ von Neumann, J. (1963) [1942]. "Teoría de las ondas de detonación. Informe de progreso para el Comité de Investigación de Defensa Nacional Div. B, OSRD-549 (PB 31090)". En Taub, AH (ed.). John von Neumann: Obras completas, 1903-1957 . 6 . Nueva York: Pergamon Press. págs. 178–218. ISBN 978-0-08-009566-0.
- ^ Döring, W. (1943). "Über Detonationsvorgang in Gasen" [Sobre procesos de detonación en gases]. Annalen der Physik (en alemán). 43 (6–7): 421–436. Código Bibliográfico : 1943AnP ... 435..421D . doi : 10.1002 / yp.19434350605 . ISSN 0003-4916 .
- ^ Edwards, DH; Thomas, vaya; Nettleton, MA (1979). "La difracción de una onda de detonación plana en un cambio de área abrupto". Revista de Mecánica de Fluidos . 95 (1): 79–96. Código Bibliográfico : 1979JFM .... 95 ... 79E . doi : 10.1017 / S002211207900135X .
- ^ Edwards, DH; Thomas, vaya; Nettleton, MA (1981). AK Oppenheim; N. Manson; RI Soloukhin; JR Bowen (eds.). Difracción de una detonación plana en varias mezclas de combustible y oxígeno en un cambio de área . Progreso en Astronáutica y Aeronáutica. 75 . pag. 341. doi : 10.2514 / 5.9781600865497.0341.0357 . ISBN 978-0-915928-46-0.
- ^ Glaesemann, Kurt R .; Fried, Laurence E. (2007). "Cinética química de detonación madera-kirkwood mejorada" . Cuentas de Química Teórica . 120 (1-3): 37-43. doi : 10.1007 / s00214-007-0303-9 . S2CID 95326309 .
Otras lecturas
- Dremin, Anatoliĭ Nikolaevich (1999). Hacia la teoría de la detonación . Saltador. ISBN 978-0-387-98672-2.