Ударная волна что это такое

Ударная волна — Большая советская энциклопедия

Ударная волна что это такое

Уда́рная волна́

Скачок уплотнения, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью тонкая переходная область, в которой происходит резкое увеличение плотности, давления и скорости вещества. У. в. возникают при взрывах, при сверхзвуковых движениях тел (см. Сверхзвуковое течение), при мощных электрических разрядах и т.д.

Например, при взрыве ВВ образуются высоконагретые продукты взрыва, обладающие большой плотностью и находящиеся под высоким давлением. В начальный момент они окружены покоящимся воздухом при нормальной плотности и атмосферном давлении.

Расширяющиеся продукты взрыва сжимают окружающий воздух, причём в каждый момент времени сжатым оказывается лишь воздух, находящийся в определённом объёме; вне этого объёма воздух остаётся в невозмущённом состоянии. С течением времени объём сжатого воздуха возрастает.

Поверхность, которая отделяет сжатый воздух от невозмущённого, и представляет собой У. в. (или, как говорят, — фронт У. в.).

Классический пример возникновения и распространения У. в. — опыт по сжатию газа в трубе поршнем. Если поршень вдвигается в газ медленно, то по газу со скоростью звука а бежит акустическая (упругая) волна сжатия. Если же скорость поршня не мала по сравнению со скоростью звука, возникает У. в. Скорость распространения У. в.

по невозмущённому газу uВ = (xф2 – xф1) /(t2 –t1) (рис. 1) больше, чем скорость движения частицы газа (так называемая массовая скорость), которая совпадает со скоростью поршня u = (xП2 – xП1) /(t2 –t1). Расстояния между частицами в У. в. меньше, чем в невозмущённом газе, вследствие сжатия газа.

Если поршень сначала вдвигают в газ с небольшой скоростью и постепенно ускоряют, то У. в. образуется не сразу. Вначале возникает волна сжатия с непрерывными распределениями плотности ρ и давления р.

С течением времени крутизна передней части волны сжатия нарастает, так как возмущения от ускоренно движущегося поршня догоняют её и усиливают, вследствие чего возникает резкий скачок всех гидродинамических величин, то есть У. в.

Законы ударного сжатия. При прохождении газа через У. в. его параметры меняются очень резко и в очень узкой области. Толщина фронта У. в.

имеет порядок длины свободного пробега молекул, однако при многих теоретических исследованиях можно пренебречь столь малой толщиной и с большой точностью заменить фронт У. в.

поверхностью разрыва, считая, что при прохождении через неё параметры газа изменяются скачком (отсюда название «скачок уплотнения»). Значения параметров газа по обе стороны скачка связаны следующими соотношениями, вытекающими из законов сохранения массы, импульса и энергии:

ρ1u1 = ρ0u0р1 + ρ1u12 = р0 + ρ0u02,

ε1 + р1 / ρ1 + u12 / 2 = ε0 + р0 / ρ0 + u02 / 2, (1)

где p1 — давление, ρ1 — плотность, ε1 — удельная внутренняя энергия, u1 — скорость вещества за фронтом У. в. (в системе координат, в которой У. в.

покоится), а p0, ρ0, ε0, u0 — те же величины перед фронтом. Скорость u0 втекания газа в разрыв численно совпадает со скоростью распространения У. в. u В по невозмущённому газу.

Исключая из равенств (1) скорости, можно получить уравнения ударной адиабаты:

ε1 — ε0 = (p1 + p0) (V0 — V1),

ω1 — ω0 = (p1 — p0) (V0 + V1), (2)

где V = 1/ρ — удельный объём, ω = ε + p /ρ — удельная энтальпия. Если известны термодинамические свойства вещества, то есть функции ε(р,ρ) или ω(p, ρ), то ударная адиабата даёт зависимость конечного давления p1 от конечного объёма V1 при ударном сжатии вещества из данного начального состояния p0, V0, то есть зависимость p1 = H (V1, p0, V0).

При переходе через У. в. энтропия вещества S меняется, причём скачок энтропии S1 — S0 для данного вещества определяется только законами сохранения (1), которые допускают существование двух режимов: скачка сжатия (ρ1 > ρ0, p1 > p0) и скачка разрежения (ρ1 < ρ0, p1 < p0).

Однако в соответствии со вторым началом термодинамики (См. Второе начало термодинамики) реально осуществляется только тот режим, при котором энтропия возрастает. В обычных веществах энтропия возрастает только в У. в. сжатия, поэтому У. в.

разрежения не реализуется (теорема Цемплена).

У. в. распространяется по невозмущённому веществу со сверхзвуковой скоростью u 0 > a0 (где a0 — скорость звука в невозмущённом веществе) тем большей, чем больше интенсивность У. в., то есть чем больше (p1 — p0)/ p0.

При стремлении интенсивности У. в. к 0 скорость её распространения стремится к a0. Скорость У. в. относительно сжатого газа, находящегося за ней, является дозвуковой: u1 < a1 (a1— скорость звука в сжатом газе за У. в.).

У. в. в идеальном газе с постоянной теплоёмкостью. Это наиболее простой случай распространения У. в.

, так как уравнение состояния имеет предельно простой вид: ε = р /ρ(γ—1), р = RρT /μ, где γ = cp/cv — отношение теплоёмкостей при постоянных давлении и объёме (так называемый показатель адиабаты), R — универсальная газовая постоянная, μ — молекулярный вес. уравнение ударной адиабаты можно получить в явном виде:

. (3)

Ударная адиабата, или адиабата Гюгоньо Н, отличается от обычной адиабаты Р (адиабаты Пуассона), для которой p1/p0 = (V0/V1)γ (рис. 2).

При ударном сжатии вещества для данного изменения V необходимо большее изменение р, чем при адиабатическом сжатии.

Это является следствием необратимости нагревания при ударном сжатии, связанного, в свою очередь, с переходом в тепло кинетической энергии потока, набегающего на фронт У. в. В силу соотношения

u02 = V02(р1- р0) / (V0 — V1), следующего из уравнений (1), скорость У. в. определяется наклоном прямой, соединяющей точки начального и конечного состояний (рис. 2).

Параметры газа в У. в. можно представить в зависимости от Маха числа (См. Маха число) М = uв /а0

,

, (4)

.

В пределе для сильных У. в. при М → ∞; p1/p0 → ∞ получается:

, ,

,

Таким образом, сколь угодно сильная У. в. не может сжать газ более чем в (γ + 1)/(γ — 1) раз. Например, для одноатомного газа γ = и предельное сжатие равно 4, а для двухатомного (воздух) — γ = и предельное сжатие равно 6. Предельное сжатие тем выше, чем больше теплоёмкость газа (меньше γ).

Вязкий скачок уплотнения. Необратимость ударного сжатия свидетельствует о наличии диссипации механической энергии во фронте У. в. Диссипативные процессы можно учесть, приняв во внимание вязкость и теплопроводность газа. При этом оказывается, что сам скачок энтропии в У. в. не зависит ни от механизма диссипации, ни от вязкости и теплопроводности газа.

Последние определяют лишь внутреннюю структуру фронта волны и его толщину. В У. в. не слишком большой интенсивности все величины — u, р, ρ и Т монотонно изменяются от своих начальных до конечных значений (рис. 3). Энтропия же S меняется не монотонно и внутри У. в. достигает максимума в точке перегиба скорости, то есть в центре волны.

Возникновение максимума S в волне связано с существованием теплопроводности. Вязкость приводит только к возрастанию энтропии, так как благодаря ей происходит рассеяние импульса направленного газового потока, набегающего на У. в., и превращение кинетической энергии направленного движения в энергию хаотического движения, то есть в тепло.

Благодаря же теплопроводности тепло необратимым образом перекачивается из более нагретых слоев газа в менее нагретые.

У. в. в реальных газах. В реальном газе при высоких температурах происходят возбуждение молекулярных колебаний, диссоциация молекул, химические реакции, ионизация и т.д.

, что связано с затратами энергии и изменением числа частиц. При этом внутренняя энергия ε сложным образом зависит от р и ρ и параметры газа за фронтом У. в.

можно определить только численными расчётами по уравнениям (1), (2).

Для перераспределения энергии газа, сжатого и нагретого в сильном скачке уплотнения, по различным степеням свободы требуется обычно очень много соударений молекул. Поэтому ширина слоя Δх, в котором происходит переход из начального в конечное термодинамически равновесное состояние, то есть ширина фронта У. в.

, в реальных газах обычно гораздо больше ширины вязкого скачка и определяется временем релаксации (См. Релаксация) наиболее медленного из процессов: возбуждения колебаний, диссоциации, ионизации и т.д. Распределения температуры и плотности в У. в. при этом имеют вид, показанный на рис.

4, где вязкий скачок уплотнения изображен в виде разрыва.

В У. в., за фронтом которых газ сильно ионизован или которые распространяются по плазме (См. Плазма), ионная и электронная температуры не совпадают. В скачке уплотнения нагреваются только тяжёлые частицы, но не электроны, а обмен энергии между ионами и электронами происходит медленно вследствие большого различия их масс. Релаксация связана с выравниванием температур.

Кроме того, при распространении У. в. в плазме существенную роль играет электронная теплопроводность, которая гораздо больше ионной и благодаря которой электроны прогреваются перед скачком уплотнения. В электропроводной среде в присутствии внешнего магнитного поля распространяются магнитогидродинамические У. в.

Их теория строится на основе уравнений магнитной гидродинамики аналогично теории обычных У. в.

При температурах выше нескольких десятков тысяч градусов на структуру У. в. существенно влияет лучистый теплообмен. Длины пробега световых квантов обычно гораздо больше газокинетических пробегов, и именно ими определяется толщина фронта.

Все газы непрозрачны в более или менее далёкой ультрафиолетовой области спектра, поэтому высокотемпературное излучение, выходящее из-за скачка уплотнения, поглощается перед скачком и прогревает несжатый газ. За скачком газ охлаждается за счёт потерь на излучение.

В этом случае ширина фронта — порядка длины пробега излучения (~ 102 — 10-1 см в воздухе нормальной плотности). Чем выше температура за фронтом, тем больше поток излучения с поверхности скачка и тем выше температура газа перед скачком.

Нагретый газ перед скачком не пропускает видимый свет, идущий из-за фронта У. в., экранируя фронт. Поэтому яркостная температура У. в. не всегда совпадает с истинной температурой за фронтом.

У. в. в твёрдых телах. Энергия и давление в твёрдых телах имеют двоякую природу: они связаны с тепловым движением и с взаимодействием частиц (тепловые и упругие составляющие).

Теория между частичных сил не может дать общей зависимости упругих составляющих давления и энергии от плотности в широком диапазоне для разных веществ и, следовательно, теоретически нельзя построить функцию ε(р /ρ). Поэтому ударные адиабаты для твёрдых (и жидких) тел определяются из опыта или полуэмпирически.

Для значительного сжатия твёрдых тел нужны давления в миллионы атмосфер, которые сейчас достигаются при экспериментальных исследованиях. На практике большое значение имеют слабые У. в. с давлениями 104 — 105 атм. Это давления, которые развиваются при детонации, взрывах в воде, ударах продуктов взрыва о преграды и т.д.

Повышение энтропии в У. в. с такими давлениями невелико, и для расчёта распространения У. в. обычно пользуются эмпирическим уравнением состояния типа р = А [(ρ/ρ0) n — 1], где величина А, вообще говоря, зависящая от энтропии, так же, как и n, считается постоянной. В ряде веществ — железе, висмуте и др. в У. в.

происходят фазовые переходы — полиморфные превращения. При небольших давлениях в твёрдых телах возникают Упругие волны, распространение которых, как и распространение слабых волн сжатия в газах, можно рассматривать на основе законов акустики.

Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Механика сплошных сред, 2 изд., М., 1953; Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П., Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, 2 изд., М., 1966; Ступоченко Е. В., Лосев С. А., Осипов А. И., Релаксационные процессы в ударных волнах, М., 1965.

Ю. П. Райзер.

Рис. 1. Схема движения поршня П, распределения плотности ρ и местоположения фронта ударной волны Ф.

Рис. 2. Ударная адиабата Н и адиабата Пуассона Р, проходящие через общую начальную точку А исходного состояния.

Рис. 3. Распределение а — скорости, б — давления, в — энтропии в вязком скачке уплотнения с числом М = 2 в газе.

Рис. 4. Распределение а — температуры и б — плотности в ударной волне, распространяющейся в реальном газе.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

Источник: //gufo.me/dict/bse/%D0%A3%D0%B4%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B2%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B0

38. Ударная волна

Ударная волна что это такое

Ударная волна – это область резкого сжатия среды, которая в виде сферического слоя распространяется во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью.

В зависимости от среды распространения различают ударную волну в воздухе, в воде или грунте.

Ударная волна в воздухе образуется за счет огромной энергии, выделяемой в зоне взрыва, где высокая температура и большой давление. Например, при ядерном взрыве давление в зоне реакции достигает миллиардов атмосфер.

Раскаленные пары и газы стремясь расшириться, производят резкий удар по окружающим слоям воздуха, сжимают их до больших давлений и плотности и нагревают до очень высокой температуры. Эти слои приводят в движение последующие слои воздуха.

Таким образом сжатие и перемещение воздуха происходит от одного слоя к другому во все стороны от центра взрыва, образуя воздушную ударную волну.

Основным носителем действия взрыва является воздушная ударная волна, скорость распространения которой вблизи центра взрыва в несколько раз превышает скорость звука в воздухе и уменьшается по мере удаления от места взрыва до скорости звука – 340 м/с.

Например, при ядерном взрыве средней мощности воздушная ударная волна проходит 5000 м за 12 секунд. Поэтому человек, увидев вспышку ядерного взрыва до прихода ударной волныможет укрыться ( в складке местности, канаве и пр. ).

Передняя граница ударной волны называется фронтом ударной волны. После прохождения ударной волной данной точки пространства давление в этой точке снижается до атмосферного. Фронт ударной волны движется вперед. Образовавшийся слой сжатого воздуха называется фазой сжатия.

С удалением от центра взрыва давление во фронте ударной волны уменьшается, а толщина слоя сжатия из-за вовлечения новых масс воздуха возрастает, в то же время давление снижаясь, становится ниже атмосферного и воздух начинает движение к центру взрыва. Эта зона пониженного давления называется фазой разрежения.

Разрушительное действие большее в фазе сжатия.

С фронтом ударной волны в области сжатия движутся массы воздуха, которые при встрече с преградой тормозятся и при этом моментально возрастают до максимума: скоростной напор воздушной ударной волны и избыточное давление во фронте ударной волны.

Избыточное давление измеряется в Паскалях ( Па ) или в кг-сила на квадратный сантиметр: 1 Па – 1 Н/м2 ( Ньютон на метр квадратный ) = 0. 102 кгс/м2 = 1. 02 * 10(-5) кгс/см2 ; 1 кгс/см2 = 98. 1 кПа или 1 кгс/см2 примерно равен 100 кПа.

Таким образом, основные параметры ударной волны, характеризующие ее разрушающее и поражающее действие: избыточное давление, во фронте ударной волны, давление скоростного напора, продолжительность действия волны – длительность фазы сжатия и скорость фронта ударной волны. Величина этих параметров в основном зависит от мощности, вида взрыва и расстояния.

При наземном взрыве энергия взрыва распределяется в полусфере и ударная волна перемещается вдоль поверхности земли, при этом на поверхности земли действует такое давление, до которого сжат воздух в соответствующей части воздушной ударной волны.

При воздушном взрыве падающая ударная волна вызывает при встрече с поверхностью земли отраженную ударную волну.

Рассмотрим термины ( рис. 84 ).

Эпицентр воздушного взрыва – точкана поверхности земли под центром взрыва.

Зона регулярного отражения – зона с расстоянием от эпицентра, не превышающим высоты взрыва.

Зона нерегулярного отражения – зона с расстоянием от эпицентра более высоты взрыва.

В зоне регулярного отражения на предмет, расположенный на некотором расстоянии от земли, воздействует давление падающей волны, а через некоторое время – давление отраженной волны.

В зоне нерегулярного отражения падающая волна опережает отраженную, последняя распространяясь в нагретом воздухе и сжатом падающей волной, движется быстрее падающей волны.

В результате происходит слияние этих волн и образуется общий фронт головной ударной волны, перпендикулярной поверхности земли, высота которого по мере удаления от центра взрыва увеличивается.

Предметы, находящиеся в области действия головной ударной волны испытывают ее воздействие, а расположенные выше ( верх высотных домов ) – два удара – от падающей и отраженной волн.

Давление во фронте головной ударной волны значительно выше, чем во фронте падающей волны и зависит не только от мощности взрыва и расстояния от эпицентра, но и от высоты ядерного взрыва.

Оптимальной высотой взрыва считается такая, при которой наибольшая площадь разрушения. Например, для взрыва мощностью в 1 мегатонну эта высота равна 2100 м ( при этом на постройки воздействует давление 20-30 кПа ( 0. 2-0. 3 кг/см2 ).

При наземном взрыве радиус поражения на сравнительно больших расстояниях больше, чем радиус поражения воздушной ударной волны, а на более удаленных – меньше, так как сказывается влияние совместного воздействия падающих и отраженных волн – головной ударной волны.

Давление ( избыточное ) во фронте ударной волны можно определить расчетом ( см. В. Г. Атаманюк и др. Гражданская оборона. -М7: Высшая школа, 1986. с. 26 ).

Ударная волна в воде при подводном ядерном взрыве качественно напоминает ударную волну в воздухе, но давление во фронте ударной волны в воде больше, а время действия меньше. Например, давление на расстоянии 900 м от центра ядерного взрыва мощностью 100 кт в воде составляет 19000 кПа, а при взрыве в воздухе – около 100 кПа.

При наземном взрыве часть энергии взрыва расходуется на образование сжатия в грунте.

При взрыве в грунте происходит мощное сотрясение грунта землетрясение.

02.05.2013 23:20

Источник: //www.obzh.ru/learn/teoriya-bezopasnosti-zhiznedeyatelnosti-2/38-udarnaya-volna.html

Ударно-волновая терапия: показания, особенности проведения и оценка эффективности

Ударная волна что это такое

Многие из нас отчего-то с пренебрежением относятся к такому направлению медицины, как физиотерапия.

Мол, без лекарств и без скальпеля помочь серьезно больному человеку нельзя, а весь эффект от прогреваний, сеансов электрофореза и прочих манипуляций — скорее, психологический.

Но это не так: очень часто именно благодаря помощи физиотерапевта и применению современных методик из его арсенала, пациент забывает о симптомах хронического недуга и возвращается к активной жизни, минуя операционный стол или аптеку.

Ярким примером эффективного физиотерапевтического подхода является ударно-волновая терапия (УВТ). Это сравнительно новый метод, но с каждым годом завоевывающий все больший авторитет как среди больных, так и среди врачей.

Короткий курс, состоящий из нескольких сеансов, позволяет достичь заметного прогресса, а при некоторых заболеваниях — даже избежать хирургического лечения. Давайте выяснять, как «устроена» УВТ и кому она в состоянии помочь.

Принцип метода УВТ

Ударно-волновая терапия основана на воздействии, которое способны оказывать низкочастотные акустические волны на ткани человеческого тела.

Впервые о применении этого метода в медицине врачи задумались еще в начале XX века, но только спустя 80 лет нашли способ использовать свойства УВТ для лечения больных с мочекаменной болезнью: импульсы, беспрепятственно проходя через кожу и другие мягкие структуры, разрушали камни в почках.

В дальнейшем медики нашли и другие области применения УВТ.

Если с ее помощью можно дробить камешки — почему бы не попробовать воздействовать на кости? Оказалось, что никакого вреда акустические волны опорно-двигательному аппарату не причиняют, напротив — под влиянием такого раздражения в области воздействия улучшается кровообращение и, как следствие, быстрее заживают переломы, активизируется синтез волокон хрящей и связок. При этом если УВТ применяется в области пораженного артрозом сустава, можно рассчитывать на приятный «побочный» эффект — разрушение отложений кальция в его полости и, как следствие, замедление патологического процесса.

После того как методика успешно «прижилась» в урологии и ортопедии, ее к себе на вооружение взяли эндокринологи: они выяснили, что с помощью УВТ можно облегчать страдания больных с сахарным диабетом, у которых нередко развиваются незаживающие язвы в области стоп и голеней.

А еще спустя несколько лет процедурой заинтересовались кардиологи: воздействие акустических волн продемонстрировало целебный эффект для больных со стенокардией.

Под влиянием физиотерапии в сердечной мышце активизируется рост новых кровеносных сосудов, что в некоторых случаях отменяет потребность в таких серьезных вмешательствах, как коронарное стентирование и аортокоронарное шунтирование.

С 2010 года ударно-волновая терапия начала применяться для лечения синдрома хронической тазовой боли и эректильной дисфункции: по данным некоторых исследований, лечебный курс оказывается эффективен при этих патологиях в 80% случаев.

Для генерации акустических волн в УВТ используется специальный аппарат, напоминающий пневматический пистолет со специальным аппликатором на конце (в зависимости от модели прибора и зоны воздействия внешний вид устройства может иметь свои особенности).

Показания к назначению ударно-волновой терапии

Ударно-волновую терапию применяют и советуют многие травматологи-ортопеды, спортивные врачи и неврологи. Круг заболеваний, при которых может помочь эта методика, очень широк:

  • деформирующий остеоартроз коленных и тазобедренных суставов;
  • пяточная шпора;
  • подошвенный (плантарный) фасциит;
  • плечелопаточный периартрит;
  • реабилитация после спортивных травм;
  • реабилитация после переломов;
  • остеохондроз позвоночника;
  • радикулит;
  • грыжа межпозвоночных дисков;
  • плоскостопие;
  • реабилитация после эндопротезирования сустава;
  • эпикондилит;
  • воспаление суставных структур и сухожилий;
  • синдром диабетической стопы;
  • ожоги и трофические язвы;
  • целлюлит;
  • ишемическая болезнь сердца и стенокардия;
  • эректильная дисфункция.

На самом деле, перечень патологий, при которых УВТ оказывается эффективна, гораздо шире, и с каждым годом врачи открывают все новые и новые возможности этого метода. Если вы страдаете заболеваниями костно-мышечной системы — обязательно уточните у своего доктора, имеет ли смысл пройти сеансы ударно-волновой терапии в рамках лечения или профилактики обострений недуга.

Противопоказания к назначению ударно-волновой терапии

Поскольку УВТ подразумевает достаточно активное воздействие на ткани организма, при некоторых состояниях проводить сеансы не рекомендуется — во избежание нежелательных побочных эффектов.

Ударно-волновая терапия противопоказана при:

  • новообразованиях поблизости от зоны воздействия;
  • болезнях, связанных с нарушением свертываемости крови;
  • острых инфекционных процессах;
  • беременности;
  • установленном искусственном водителе ритма (кардиостимуляторе);
  • наличии тромбов в полости сердца (часто наблюдается при аритмиях).

Как правило, УВТ не назначают подросткам— до момента завершения формирования скелета, а также ослабленным после болезней людям, которые могут тяжело переносить физиотерапию. В ситуации, когда у врача есть сомнения в целесообразности процедуры, он может предложить отложить ее на некоторое время или заменить более безопасным (в данном случае) методом лечения.

Оценка эффективности УВТ при различных заболеваниях

Важное свойство ударно-волновой терапии заключается в том, что этот эффект от сеансов в большинстве случаев не заставляет себя ждать. Буквально после 2–5 визитов к физиотерапевту вы сможете ощутить результат целебного воздействия акустических волн.

Так, больные, страдающие от боли и скованности в суставах, отмечают утихание неприятных ощущение и увеличение подвижности пораженной конечности. Если УВТ назначена для лечения долго незаживающих травм или ран — результат при визуальном осмотре или прохождении диагностического обследования подтвердит врач.

Пациенты со стенокардией отмечают уменьшение приступов боли за грудиной при физической нагрузке и в покое. Как следствие — даже один курс УВТ способен уменьшить потребность в приеме обезболивающий или противовоспалительных препаратов и даже снять вопрос об обязательном оперативном лечении.

Некоторые больные в буквальном смысле слова встают на ноги — результат УВТ повышает настроение и придет силы для дальнейшей борьбы с болезнью.

За счет чего достигаются эти замечательные эффекты? В зоне воздействия улучшается кровообращение и обмен веществ, происходит разрушение и вымывание минеральных отложений, синтезируются естественные химические соединения, направленные на уменьшение воспаления и боли, растут новые сосуды. Иными словами, УВТ ускоряет естественные восстановительные процессы в организме, сокращая время лечения и реабилитации.

Описание процедуры УВТ

Ударно-волновая терапия проводится в амбулаторных условиях, в кабинете физиотерапевта.

В назначенное время вам нужно будет прийти на сеанс, захватив с собой заключение врача и соответствующие медицинские документы (рентгеновские и МРТ-снимки, выписки, результаты анализов и т.д.).

Специалист произведет осмотр и выберет оптимальный режим лечения. Он нанесет на участок воздействия специальный гель, улучшающий прохождение акустической волны, приложит к коже наконечник УВТ-аппарата и начнет сеанс.

В зависимости от типа процедуры, вида заболевания и вашей индивидуальной чувствительности, вы можете ощутить легкий дискомфорт или даже болевые импульсы. Однако «бывалые» пациенты отмечают, что с каждым последующим сеансом интенсивность неприятных ощущений уменьшается, тогда как эффект от лечения, напротив, возрастает.

Продолжительность одного сеанса составляет не более 15–20 минут. После процедуры кожа в зоне воздействия может покраснеть, а болевые ощущения на следующий день после визита в клинику будут напоминать состояние после интенсивной физической тренировки.

Второй сеанс следует повторить через 3–7 дней, когда организм адаптируется к новому опыту. Затем последуют еще 3–5 процедур с равными промежутками между ними. По показаниям врача курс УВТ можно повторять раз в полгода-год до достижения желаемых результатов.

Врачи-физиотерапевты часто шутят: ударно-волновая терапия не оставила равнодушным ни одного больного, все в нее влюблены. Однако в этой шутке есть большая доля правды — многие пациенты, которые в течение продолжительного времени страдали от отсутствия видимого прогресса в лечении, наконец-то замечают, что их усилия привели к ощутимому результату.

УВТ — это настоящая «палочка-выручалочка» для спортсменов, которым необходимо восстановиться после травмы в максимально короткий срок. Возможности этого метода сегодня открыты каждому.

Со вниманием отнеситесь к выбору клиники и лечащего врача, специализирующегося на данной методике, — и тогда в скором будущем вы сами с удовольствием порекомендуете ее своим друзьям и знакомым.

Источник: //www.pravda.ru/navigator/udarno-volnovaja-terapija.html

Ударная волна

Ударная волна что это такое

Ударная волна, скачок уплотнения, распространяющаяся со сверхзвуковой скоростью тонкая переходная область, в которой происходит резкое увеличение плотности, давления и скорости вещества. У. в. возникают при взрывах, при сверхзвуковых движениях тел (см.

Сверхзвуковое течение), при мощных электрических разрядах и т.д. Например, при взрыве ВВ образуются высоконагретые продукты взрыва, обладающие большой плотностью и находящиеся под высоким давлением. В начальный момент они окружены покоящимся воздухом при нормальной плотности и атмосферном давлении.

Расширяющиеся продукты взрыва сжимают окружающий воздух, причём в каждый момент времени сжатым оказывается лишь воздух, находящийся в определённом объёме; вне этого объёма воздух остаётся в невозмущённом состоянии. С течением времени объём сжатого воздуха возрастает.

Поверхность, которая отделяет сжатый воздух от невозмущённого, и представляет собой У. в. (или, как говорят, — фронт У. в.).

  Классический пример возникновения и распространения У. в. — опыт по сжатию газа в трубе поршнем. Если поршень вдвигается в газ медленно, то по газу со скоростью звука а бежит акустическая (упругая) волна сжатия. Если же скорость поршня не мала по сравнению со скоростью звука, возникает У. в. Скорость распространения У. в.

по невозмущённому газу uВ = (xф2 – xф1) /(t2 –t1) (рис. 1) больше, чем скорость движения частицы газа (так называемая массовая скорость), которая совпадает со скоростью поршня u = (xП2 – xП1) /(t2 –t1). Расстояния между частицами в У. в. меньше, чем в невозмущённом газе, вследствие сжатия газа.

Если поршень сначала вдвигают в газ с небольшой скоростью и постепенно ускоряют, то У. в. образуется не сразу. Вначале возникает волна сжатия с непрерывными распределениями плотности r и давления р.

С течением времени крутизна передней части волны сжатия нарастает, так как возмущения от ускоренно движущегося поршня догоняют её и усиливают, вследствие чего возникает резкий скачок всех гидродинамических величин, то есть У. в.

  Законы ударного сжатия. При прохождении газа через У. в. его параметры меняются очень резко и в очень узкой области. Толщина фронта У. в.

имеет порядок длины свободного пробега молекул, однако при многих теоретических исследованиях можно пренебречь столь малой толщиной и с большой точностью заменить фронт У. в.

поверхностью разрыва, считая, что при прохождении через неё параметры газа изменяются скачком (отсюда название «скачок уплотнения»). Значения параметров газа по обе стороны скачка связаны следующими соотношениями, вытекающими из законов сохранения массы, импульса и энергии:

            r1u1 = r0u0р1 + r1u12 = р0 + r0u02,

            e1 + р1 / r1 +u12 / 2 = e0 + р0 / r0 +u02 / 2,        (1)

где p1 — давление, r1 — плотность, e1 — удельная внутренняя энергия, u1скорость вещества за фронтом У. в. (в системе координат, в которой У. в.

покоится), а p0, r0, e0, u0 — те же величины перед фронтом. Скорость u0 втекания газа в разрыв численно совпадает со скоростью распространения У. в. u В по невозмущённому газу.

Исключая из равенств (1) скорости, можно получить уравнения ударной адиабаты:

 e1 — e0 = (p1 + p0) (V0 — V1),

 w1 — w0 = (p1 — p0) (V0 + V1),          (2)

 где V = 1/r — удельный объём, w= e + p /r удельная энтальпия.

Если известны термодинамические свойства вещества, то есть функции e(р,r) или w(p, r), то ударная адиабата даёт зависимость конечного давления p1 от конечного объёма V1 при ударном сжатии вещества из данного начального состояния p0, V0, то есть зависимость p1 = H (V1, p0, V0).

  При переходе через У. в.

энтропия вещества S меняется, причём скачок энтропии S1 — S0 для данного вещества определяется только законами сохранения (1), которые допускают существование двух режимов: скачка сжатия (r1 > r0, p1 >p0) и скачка разрежения (r1 < r0, p1 < p0). Однако в соответствии со вторым началом термодинамики реально осуществляется только тот режим, при котором энтропия возрастает. В обычных веществах энтропия возрастает только в У. в. сжатия, поэтому У. в. разрежения не реализуется (теорема Цемплена).

  У. в. распространяется по невозмущённому веществу со сверхзвуковой скоростью u0>a0 (где a0 — скорость звука в невозмущённом веществе) тем большей, чем больше интенсивность У. в.

, то есть чем больше (p1 — p0)/ p0. При стремлении интенсивности У. в. к 0 скорость её распространения стремится к a0. Скорость У. в.

относительно сжатого газа, находящегося за ней, является дозвуковой: u1

Источник: //www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/113/581.htm

Ударная волна – это что такое?

Ударная волна что это такое

Взрыв – это мгновенный процесс превращения вещества с одновременным выделением огромного количества веществ с поражающими факторами. Данный процесс является кратковременным. Масштабы поражения зависят от мощности взрывного вещества и расстояния от эпицентра события.

Важно знать основные принципы распространения ударной волны, ее действие на человеческий организм, а также средства индивидуальной и массовой защиты.

Разновидности волн

При взрыве любого вещества выделяется поток различных энергий. Составляющими взрыва являются:

  1. Ударная волна. Этот фактор является наиболее поражающим, потому как производит разрушение всего, что попадается на пути. Источником энергии выступает сильное давление, которое образуется в центре взрыва. Газы, которые возникают вследствие реакции, стремительно расширяются и расходятся во все стороны от центра взрыва с огромной скоростью (около 2 км/с).
  2. Световое излучение. Оно также является волной, поскольку лучистая энергия, которая выделяется во время взрыва, также перемещается во все стороны от эпицентра и негативно влияет на живые организмы.
  3. Радиация. Поток радиации состоит из различных частиц. Последние имеют сходство с рентгеновскими лучами, но их скорость и количество негативно сказываются на всех живых организмах.
  4. Электромагнитный импульс. Все приведенные излучения способны к образованию магнитного поля на небольшой высоте. Импульс способен вывести из строя микропроцессорную технику, приборы, станции электричества и т. д. Опасным он является для людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и расстройствами психики. ЭМИ составляет 1 % от мощности боеприпаса.

Параметры

Характерными параметрами ударной волны являются:

  1. Избыточное давление. Оно являет собой разность между нормальным атмосферным давлением и давлением во фронте волны. Именно из-за образования давления УВ распространяется со сверхзвуковой скоростью.
  2. Температура. Световое излучение обладает огромной мощностью, вследствие чего газы, которые выделяются во время взрыва, нагреваются. Данное явление способно поразить органы дыхания, зрения, а в особо тяжелых случаях охватить местность пламенем.
  3. Альфа- бета- и гамма-излучения. В совокупности с вышеприведенными параметрами ядра этих частиц стремительно делятся, распространяются с огромной скоростью и нагреваются. Высокий уровень радиации является опасным, поэтому следует придерживаться мер безопасности при столкновении с данными частицами.

Воздействие ударной волны на организм

Продукты взрыва мгновенно воздействуют на человека: у него резко повышается давление, затем происходит разрыв сосудов кровеносной системы, барабанных перепонок. Сила волны способна отбросить тело на большие расстояния, вследствие чего организм получает дополнительные травмы.

Различают несколько степеней поражения:

  1. Легкую.
  2. Среднюю.
  3. Тяжелую.
  4. Особо тяжелую.

Защита от ядерного удара

Для защиты от ударной волны ядерного взрыва применяются средства индивидуальной защиты и противорадиационные укрытия. Они способны уберечь людей от опасных излучений при радиоактивном заражении местности.

Помимо этого, они могут защитить от светового удара, проникающей радиации и в некоторой степени от ударной волны, а также от попадания на кожу и в организм человека всех опасных веществ, которые выделяются в результате ядерной реакции при взрыве.

Безопасные места оборудуют в подвальных этажах зданий и различных сооружений. Также иногда встречаются отдельностоящие сооружения (в виде промышленных зданий или построек из подручных материалов).

Под такие укрытия приспосабливают любые пригодные заглубления в помещениях: подвалы, погреба, подземные каналы.

Для повышения безопасности заделывают оконные и лишние дверные проемы, насыпают дополнительный слой грунта на перекрытия и в случае необходимости делают грунтовую подсыпку у наружных стен, которые выступают выше поверхности земли.

Помещение тщательно герметизируют (например, окна, трубопроводы, щели и т. д. проклеивают подручными материалами). Укрытия, вместимость которых составляет до 30 человек, вентилируются естественным путем.

На наружных выводах вентиляции прикрепляют козырьки, а на входах в помещение – плотные заслонки, которые закрывают на время действия радиации и выпадения зараженных осадков.

Внутри убежище оборудуется аналогично обычным убежищам.

В помещениях, которые приспособлены под укрытия, но не оборудованы водопроводом и канализацией, устанавливают емкости для воды и выгребную яму. Кроме того, в укрытии обязательно устанавливают подставки, стеллажи, камеры или лари и другие приспособления для продовольствия.

Освещают помещения от подходящей наружной или переносной электросети. Защитные свойства противорадиационного убежища от воздействия взрыва ударной волны и излучений оцениваются коэффициентом ослабления радиации.

Его параметр показывает, во сколько раз помещение уменьшает наружную дозу радиации.

Средства индивидуальной защиты от поражения ударной волной

Это очень важный момент, который стоит рассмотреть. Во время распространения ударной волны наибольшей опасности подвергаются открытые участки кожи, органы дыхания и зрения. Поэтому следует как можно быстрее защитить данные органы. К примитивным защитным средствам относятся:

  • различные повязки: марлевые, тканевые, ватно-марлевые, противопыльные, а также респираторы;
  • для защиты кожного покрова применяются изолирующие и фильтрующие средства, которые ослабляют действие светового и ядерного излучения и оберегают кожу от воздействия альфа-частиц;
  • для защиты от светового излучения также используются ткани с огнестойкой пропиткой, световые затворы и очки;
  • чтобы защитить приборы от электромагнитного импульса, используют системы экранирования.

Распространение поражающего действия ядерной волны

Радиация является поражающим фактором ядерного взрыва. Особенно характерно это для взрывов, которые происходят в воздушном пространстве, на поверхности земли и под ней, на водной преграде.

Выпадение частиц грунта (песка) или капель воды при взрывах на водоемах и земле, содержащих опасные зараженные осколки, происходит уже через пару минут после начала взрыва и продолжается до 2 суток.

Облако по ходу движения формирует характерный наземный след.

Поражающее воздействие радиоактивных продуктов распада ядерного взрыва на живой организм принято разделять на 2 периода: формирование следа происходит сразу после выпадения частиц из передвигающегося облака ядерного взрыва, а также период сформировавшегося следа, когда зараженные осадки уже выпали на землю.

Что происходит во время столкновения волны и предмета

Поражающие факторы ударной волны распространяются как на людей и животных, так и на здания, сооружения и окружающую среду. Происходит это из-за воздействия сильного избыточного давления за короткий период времени.

Ударная волна за долю секунды полностью охватывает объект и подвергает его сильному сжатию. Такой фактор воспринимается организмом как мощный и резкий удар, а напор воздуха перемещает тело на большое расстояние.

Степень воздействия зависит от характера формирования волны: мощности взрыва, расстояния, погодных условий и даже места нахождения.

Последствия

Каковы же последствия ударной волны? Этому вопросу стоит уделить особое внимание. Допустимым считается давление ударной волны до 10 кПа на открытой местности. Все, что выше предельной нормы, наносит вред человеку и животным:

  • При давлении от 20 до 40 кПа наступают легкие поражения организма. Последние характеризуются небольшими нарушениями. Такие симптомы вскоре исчезают без вмешательства медиков. Характерными признаками легкого поражения служат: головная боль, вывихи и небольшие ушибы, звон в ушах и т. д.
  • При давлении от 40 до 60 кПа возможны повреждения органов слуха, зрения, контузия, кровоизлияние из носового прохода и ушей.
  • Если давление превышает 60 кПа, наступают тяжелые повреждения. Характерными признаками являются: контузия всего организма, повреждение внутренних органов, внутреннее кровоизлияние. В тяжелых случаях может привести к летальному исходу.
  • Очень тяжелые травмы наступают при воздействии давления более 100 кПа. При таком воздействии отмечаются тяжелые переломы, разрывы органов, потеря сознания на длительное время.

Во время разрушения зданий и строений осколки способны передвигаться на расстояния, которые превышают радиус действия волны.

Факторы ударной волны также негативно сказываются на растениях. При давлении 50 кПа и выше происходит полное повреждение зеленого массива. При этом взрослые деревья вырываются с корнем.

Если давление составляет от 30 до 50 кПа, то повреждается до половины зеленого покрова, а если оно составляет от 10 до 30 кПа – уничтожается до 30 % всех деревьев.

Особенностью является устойчивость деревьев – молодые саженцы более устойчивы к воздействию волны.

Что можно предпринять

Рассмотрим методы защиты от ударной волны. Чтобы уберечься от радиационного воздействия, используют различные защитные сооружения: убежища, подвалы, станции. При этом все помещения должны обладать высоким коэффициентом защитного действия. Также следует принимать радиозащитные препараты.

Различают следующие виды защитных сооружений:

  1. Убежища. Предназначены для укрытия людей от всех поражающих факторов: отравляющих веществ, бактериальных средств, критических температур, опасных газов и радиации. Такие помещения должны быть оборудованы защитной герметической дверью, тамбурами, основным помещением, кладовой для продуктов, медицинской комнатой, аварийным выходом и камерой вентиляции.
  2. К самым примитивным укрытиям относятся открытые и перекрытые щели. Они строятся населением с использованием любых подручных материалов. Примитивные укрытия способны уменьшить действие от проникающей радиации и излучения в 200-300 раз.

Соблюдение мер безопасности и плана эвакуации существенно повышают шансы на сохранение человеческой жизни и здоровья.

Источник: //FB.ru/article/46085/yadernoe-orujie-udarnaya-volna-i-drugie-porajayuschie-faktoryi

ВашеЛечение
Добавить комментарий