[]

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

For this were used models having the form of right 
angle parallelepipeds, which were drawn along In 
the whole speed range shown above for five different 
depths of submersion. Influence of lateral walls 
of tray In both series of experiments was determined 
by means of drawing models similar in plan and 
photographing deformation of suspension surface 
with chalky lines perpendicular to walls of tray 
(Fig. 5) preliminarily drawn on it.
Form and dimensions of models are shown In 
the table. Investigations were conducted on 
suspensions of gray clay. Density of suspension p changed from 1.59 to 1.64 g/cm^. 
For every veiue of density was constructed a rheological curve according to 
measurement on rotary viscosimeter PB-8, and standard method were determined 
corresponding values of coefficient of viscosity and limiting stress of shift.
Method of treatment of experimental data was chosen on the basis of the following 
considerations.
In the general case of motion of a model In a tray its drag coefficient will 
depend on parameters
Pig. 5. Characteristic form 
of chalky lines on surface of 
suspension during notion of 
model in tray.
.
 
'r.
(2.1)
where a — the biggest thickness of model, D — width of tray, L — Its length and 
H — thickness of layer of suspension In tray.
Comparison of (2.1) with (1.7) shows that for possibility of comparison of 
theoretical and experimental results experiments could be conducted so that Influence 
of the last four parameters In (2.1) was removed.
Independence of experimental data from D/a and L/a was controlled by results 
of drawing models geometrically similar in plem (table) in the tray.
In accordance with general Ideas of flow around bodies of a vlscoplastlc 
medium, region of flow has bounding dimensions. Location of walls, limiting volume 
of vlscoplastlc medium. Inside which Is Included the region of flow, does not 
Influence meignitude of resistance of body. Inasmuch as medium outside region of flow 
is In the hard state [2], Therefore, to control Independence of from D/a and
-207-

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

deflections frcan one-dimensional laws of preservation on front of shock wave during 
Its reflection frc® closed end of tube. Below is compared an optical picture of 
the process with measurements of pressure by piezotransducer and with other methods 
of "sounding" the state of the medium after the shock wave - for more detailed 
Information about degree of deflections frcan one-dimenslonallty. Corresponding 
oscillograms and developments are shown In Pigs. 1-5.
1. Combination of picture of glow with recording of pressure In wall of tube. 
For simultaneous registration of front of pressure and front of glow of shock waves
I f j a tube from plastic with a right angle cross 
section 15 x 50 mm, and length 160 cm, with 
discharge section of the type; axial elongated 
'J electrode-wall, C - 600-750 microfarad, 
i V » 5-5.8 kv. Discharge was produced In air 
Fi,,. 1. cTTSieous re^ ^ at Initial pressure P
q
 - 0.2 mm Hg. Speed of
cording of lumlnescense 
■(PM) and pressure (p); 
D ~ 1.5 cm/usec.
shock wave could be determined accurate to 
1-2?K both by scannings made by photoregister 
and also with the help of a [FEU] (®py) (photOTiultlpller, PM) and two transverse 
slots. Pressure was measured bv pulse piezoelectric transducer [6] with diameter of
sensing device 1 mm. Calibration by sensitivity
■ 
* »W5
•~^nd check of accuracy of reproduction of form 
cf signal by transducer were conducted on a 
diaphragm shock tube. Error In determination 
of absolute value of pressure was not more than
The transducer was embedded In the lateral 
••wall of the tube strictly opposite slot of 
recording channel of PM, dimensions of which 
were 1 x 0.3 mm.
Comparison of oscillograms of pressure and 
glow (Fig. 1) Indicates ccanbinatlon In time of 
maxima of measured magnitudes accurate to '-0.1 
usee. However beginning of growth of glow, as 
a rule, noticeably leads beginning of rise of 
pressure. Difference in time constant of buildup
Fig. 2. Combined In time 
frame of glow, taken through a
Q
transverse slot 46 x 0.5 mm , 
and oscillogram of pressure, 
recorded by a piezotransducer 
embedded in lateral wall of 
tube strictly opposite slot. 
Narrow luminescent band on 
frame Is obtained during 
passage of perturbation through
auxiliary slot 4 x 0.5 mm^, 
located 25 mm ahead of basic 
slot. A light signal, passing 
the auxiliary slot simulta­
neously Is recorded by the FM.
-226-

---

I
 
■>
Fig. ;'. 
(a) Phototracing of process of
collision cf two waves of identical intensity; 
D ~ 5 cm/kisec. (b) Frame of luminoscense 
of propagating perturbation.
of signals for waves with a speed 
~1.5i cm/msec was near 0.3 usee or 
(in space solution) near 0.5> cm.
The most graphic explanation of 
this fact can be found in comparison 
of recording of pressure with 
simultaneous registration of form 
of contour of luminescent front 
of shock wave. For this purpose 
the gas luminescense was photographed 
through a transverse slot by the 
method of partial (to 0.9) 
ccanpensatlon of motion of wave 
(image on film In photoregister 
moves with a speed close to speed 
of wave In that same direction, 
see [6]). Cki Fig. 2 are given 
typical photographs of contour of 
luminescent front with recordings 
of pressure in corresponding section 
superimposed on them. On photographs
there is a characteristic absence of a clear and smooth line of the front — in 
undisturbed gas it is as though clusters of plasma are "introduced," forming their 
own kind of "semipermeable piston." Considering difference in internal energy 
of plasma of discharge and gas compressed by shock wave due to mixing, as a whole 
it is possible to expect deflections of mean values of temperature, density, and 
pressure of medium after the front fran those calculated freas one-dimensional laws 
of preservation for plane wave.
2. Pressure after front of shock wave. Ckd Fig. 6 are given absolute values 
of measured pressures after the front of a wave. Prom comparison of them with 
given one-dimensional calculation it is possible to see that there is a divergence 
of approximately twice in understating data of experiment. Let us note that a 
decrease of pressure can be shown also in measurements of [4](after a reflected 
wave), where the author relates this to errors of experiment. It is necessary
-227-

---

to note »l«o that small values of measured pressures are directly connected with 
appraisals of deviations from calculation In temperature and density, given In 
[2], where It Is shown that the ratio of experimental values of temperature to 
theoretical values have an order of 2, and the ratios of experimental values of 
density to theoretical values equal ~l/3.
5. Speed of reflected and refracted shoclc waves. Comparison of measured 
speeds of reflected euid refracted shock waves with calculated speeds can also 
serve as a method of appraisal of deflections from one-dlmenslonalness (registered 
deflections from equilibrium In this case are difficult to expect due to large 
values of temperature of medium). Experiments on collision and reflection of shock 
waves were conducted In a round tube with Internal diameter 27 mm and with coaxial 
discharge device. As also In tube with right angle cross section, front of glow 
of wave at 60 cm from discharge turns out to be Irregular (most frequently — convex, 
see Pig. 3b). Typical scannings of collision of waves of equal Intensity are shown 
on Fig. 3a. Scannings of reflection of wave from closed end of tube In virtue of
symmetry of phenomenon are fully analogous to each of the halves of a scanning of 
(PI*.
IT
n 0
t 
2 
i 
S 
i usee
Fig. 4, Phototracing of reflection of wave from end 
of tube.
Scannings with resolution In time and space essentially larger than on Pig. 3a 
(~50 times) were processed (Pig. 't). On Pig. 7 values of speed of reflected waves, 
desired at ~1 cm near reflecting wall, are compared with one-dlmenslonal
-228-

---

equilibrium calculation (solid curve). Prom this comparison it is simple to verify 
that speed of reflected (refracted) wav’s is 
times higher than the calculated
value. If one were to consider that speed of reflected wave D* is connected with 
compression in this wave 3 and flow rate u is a simple relationship. D » u/(p - 1)* 
obtained data will correspond not to computed value of compression Pg ~ ^ 
®
wave in air (D = 2 cm/iisec), but to compression 3^' ~ 5. This result does not 
contradict observations by mutual penetration ^d mixing of olectrodlscharge and 
thermal plasma in an incident wave, if one considers that dlscliarge plasma has 
higher temperature than thermal plasma. Tlius, if it is considered that change of 
noted above is connected only with increase of temperature (speed of sound) after 
an incident wave with corresponding change of Mach number of reflected wave M* ~ 0.6M, 
then the necessary Increase of temperature sliould compose ~ 
l.e.,
somewhat lower than in [2], where ’ ~ 2T^, However if one were to take obtained 
value for 
t
' and, according to [2], to consider ~ l/3pj, then we obtain 
Pj^'/p^ ~ 1/2, which more nearly corresponds above obtained data on measurement of 
pressure than estimates of expected decrease of pressure according to (2).
4
Pig. 5. Diagram of experiment and time scanning of flow around by a wave of 
a cylinder 5 nun in diameter with axis coinciding with axis of tube.
^. Shock wave during flow around an obstacle. For the diagram of the 
experience shown on Pig, 8, the scanning is given on Pig. 5. With respect to 
position of shock wave forming for braking surface of obstacle (end of cylinder of 
area S), it is possible to watch state of flow after Incident shock wave, in 
particular it is possible to estimate Mach number of flow of medium incident on the 
body. In accordance with data of (7, 8], ratio of distance between fonirard shock
-229-

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

2. Measurement of speed of front of shock wave. At the majority of stations 
speed of propapiation of shock wave In channel of pipe is determined by the time 
during, which a wave passes the distance between two piezo pressure transducers.
Every station consists of three piezotransducers. 
Intensive signal of first piezotransducer starts the 
i .jrcan of oscillograph 0K-17M. Pre imlnary starting of 
VoK-17M permits considering fronts of pressure pulses
t
'' n one beam of the osclllo*7,raph. Steepness of pulse 
' li'e of pressure is determined by dimensions of plate
barium tltanate and speed of the shock wave proceeding 
'Jpast the piezoelement. The second beam of oscillograph 
^""oK-17M serves for registration of "oscillogram tine
marks" fresn generator of standard signals [GSS-6] (rCC-6). 
Accuracy of determination of Interval of time is of 
order 15f. A typical oscillogram of signals fran 
piezotransducers is shown on Fig. 2a.
The method of determination of speed of shock waves 
In shock tubes with the help of light screens Is widely 
known fl]. Every light screen constitutes a small 
streak system co- sistir.g of a source of light, two objectives and a blade. Not 
less exact, but a simpler method of measurement of speed Is the photoelectric 
method, the basis of which is the simple shadow method of registration of shock 
waves.
The setup contains two basic elements; point source of light and two phot«nultl- 
pllers. The point source of light Is mercury quartz tube of super high pressure 
(DRSh-100](lOPOI-lOO) with dimension of arc 0.? x 0.3 mm, working In steady state con­
ditions. The light receivers are photcaaultlpllers [PM-19]or[PM-33](®?y-33) 
Photomultiplier together with cathode follower Is enclosed in a metallic light 
tight housing, face of which has adjustable slot [UP-1](yoperating conditions Is carried out by variation of supply voltage (stabilized 
rectifier [VS-16] (BC-16)), by width and height of slot. Conditions are controlled 
In magnitude of current on PM load. To lower natural noises of photaaultlpller 
minimum supply voltage of PM Is chosen (600-700 v). Width of slot Is several
-265-
Flg.
 
:'S.:illogluj;i.-
for measurement of
speed of front cf 
shock wave: 
a — by
plezotransducers ; 
b — by photomult 1- 
pllers; c - font, of 
signal on PM.

---

---

---

‘If
Fig. 5. Ir.» r 1 • ! i. . f shocK wave with cylinder in shocK 
tube. Simple* spark survey.
-268-

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---