УДАРНИХ ТРУБ МЕТОД

метод вивчення кінетики хім., фіз. -хімія. і молекулярних фіз. процесів в газових сумішах і на пов-сті розділу фаз за допомогою ударних хвиль. Ударна труба зазвичай має діаметр від дек. сантиметрів до 0, 5 м і довжину дек. метрів (рідше використовують труби змінного діаметра). Вона складається з секції (камери) високого тиску (> 10 6 Па) і довшою секції низького тиску ( 10

5 Па), к-які розділені діафрагмою. Перша секція заповнюється т. зв. штовхає газом (зазвичай H 2 або Не), а друга - досліджуваним г зом, к-рий часто розбавляють аргоном або ін. інертним газом. В кінці секції низького тиску (зона спостереження) зовні або всередині труби знаходяться відповідні детектори або датчики, що дозволяють фіксувати процеси в досліджуваному газі за допомогою швидкісної фотографії, спектральними методами, по зміні тиску , електропровідності і т. д. При вивченні гетерог. процесів на пов-сті твердого тіла останнім закріплюють всередині труби.

Діафрагма між секціями розривається мимовільно (при поступовому збільшенні тиску в першій секції внаслідок подання до неї штовхає газу) або спец. пристроєм, напр. бойком, що вилітають з пружинного гармати. Після розриву діафрагми утворюються ударна хвиля, що розповсюджується в секцію низького тиску, і хвиля розрядження, що йде в протилежному напрямку.У фронті ударної хвилі відбувається різкий стрибок тиску (до сотень атм, або 10

7 Па) і т-ри (до тисяч К), після к-якого спостерігається тривалий "плато", т. Е. Тиск і т-ра зберігають постійне значення. Ударна хвиля відбивається від стінки труби; в відбитої хвилі значення т-ри і тиску вище, ніж в падаючої. Наявність плато, що зберігається аж до приходу вторинних хвиль, - осн. гідність У. т. м., так як це дозволяє вивчати явища при т-рах тисяча - десятки тисяч і вище градусів, що тривають від часток мікросекунди до однієї або дек. мілісекунд. Причому спостереження і вимірювання можна проводити в падаючої або (і) відбитої ударної хвилі.

Іноді для створення ударної хвилі в У. т. М. Використовують потужний електричні. розряд або детонацію газової суміші (напр., 2H

2 + O 2 ). Після проходження ударної хвилі рівноважний розподіл молекул по енергії поступат. руху встановлюється швидко - за кілька. зіткнень. Перехід до рівноважного розподілу молекул по колебат. і вращат. рівням енергії відбувається значно повільніше, що дозволяє використовувати У. т. м. для вивчення хім. і фіз. -хімія. процесів в нерівноважних умовах. У цьому випадку застосовують також ударні труби з соплом, в к-ром відбувається неравновесное розширення нагрітого в ударній трубі газу. Рідше ударну хвилю пускають через нерівноважний газ, збуджений, напр. , В електричні. розряді.

За допомогою У. т. М. Можна досліджувати кінетику хім. і фіз. -хімія. процесів в середовищах з високою щільністю при тисках сотні тисяч - млн. атм. Для цього необхідні потужні ударні хвилі, що генеруються, напр. , При детонації BB.

У. т. м. застосовується для дослідження разл.хім. р-ций, дисоціації та іонізації молекул, порушення і релаксації останніх, явищ адгезії, випаровування, займання, дроблення і агломерації крапель і твердих частинок і т. п.

Літ. : Ударні труби. Зб. пер. , M., 1962; Гейдона А., Гер л І., Ударна труба в хімічній фізиці високих температур, пров. з англ. , M., 1966.

А. Д. Марголін.

Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.