炸药裂缝中的对流燃烧现象实验研究

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炸药裂缝中的对流燃烧现象实验研究

炸药裂缝中的对流燃烧现象实验研究

炸药裂缝中的对流燃烧现象实验研究尚海林;杨洁;胡秋实;李涛;傅华;胡海波【摘要】为研究高能炸药裂缝中燃烧演化规律,加深对武器装药意外点火后发生高烈度反应复杂力学-热学-化学耦合过程的机理性认识,采用热点火方式结合高速摄影、压力测量等测试技术,对奥克托今基JO-9159粘结炸药预置裂缝中燃烧演化过程开展实验观测.结合气动壅塞理论分析了裂缝宽度对燃烧演化的影响.结果表明:在较强约束条件下,炸药内部亚毫米宽度的裂缝燃烧能够产生超过200 MPa的压力,火焰传播速度超过600 m/s;裂缝宽度越大,装置解体前燃烧产生的峰值压力越低,对流燃烧传播速度越快.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】8页(P99-106)【关键词】炸药;裂缝;传导燃烧;对流燃烧【作者】尚海林;杨洁;胡秋实;李涛;傅华;胡海波【作者单位】中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳621999;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳621999;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳621999;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳621999;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳621999;中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室,四川绵阳621999【正文语种】中文【中图分类】TQ564.4+20 引言炸药的燃烧演化特性对于研究其在意外事故点火后的响应行为至关重要,不同炸药具有不同的燃烧特性,其传播速率可以像推进剂稳定燃烧一样只有每秒几毫米,也可能发展成高速的爆燃,取决于炸药的燃烧压力、炸药孔隙和约束强度[1-3]。

炸药的燃烧模式主要分为传导燃烧和对流燃烧。

传导燃烧是指热传导引起的炸药燃烧,在传导燃烧过程中,反应物和未反应物之间主要通过热传导传递能量,燃烧从炸药表面向基体内部层层推进,燃烧的传播速度较慢[4]。

孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向的研究及应用的开题报告

孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向的研究及应用的开题报告

孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向的研究及应用的开题报告一、研究背景炸药作为一种重要的爆炸能源,在军事、民用等领域有广泛的应用。

其中,孔内炸药是一种利用高压气体通过爆炸管道内的空气传导到炸药内部使其爆炸的方式。

在孔内炸药中,炸药的径向起爆方式是一种常见的爆炸方式,决定了爆轰波能否有效地传播到孔道内部产生预期的爆炸效果。

因此,对孔内炸药径向起爆爆轰波的研究具有重要的理论意义和应用价值。

二、研究内容本文拟研究孔内炸药径向起爆爆轰波传播的方向问题。

具体研究内容如下:1. 建立孔内炸药径向起爆爆轰波传播的数学模型;2. 分析孔内炸药的物理特性和爆炸波传播的特点;3. 探究孔内炸药径向起爆爆轰波传播的方向和速度对爆炸效果的影响;4. 分析孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向的控制策略和技术方法;5. 进行实验验证,验证理论分析结果的正确性和可行性;6. 分析孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向的应用前景。

三、研究意义孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向的研究对于提高孔内炸药的爆炸效果具有重要的意义。

具体体现在:1. 在军事领域,孔内炸药的爆炸效果是武器装备质量的关键指标之一。

改善孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向对提高武器装备的爆炸威力具有重要的作用;2. 在民用领域,孔内炸药的应用也十分广泛,如隧道掏方、矿山采掘等领域。

通过改善孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向,可以提高爆破效率,降低生产成本;3. 该研究对于孔内炸药的理论研究和应用推广具有一定的参考价值。

四、研究方法本文主要采用理论分析和实验研究相结合的方法。

具体体现在:1. 借助爆轰波传播理论和数值模拟方法,建立孔内炸药径向起爆爆轰波的数学模型,在掌握物理特性和传播规律的基础上,对爆轰波传播方向的影响因素进行分析;2. 设计合适的实验方案,利用高速摄像机、电子线圈等设备进行实验验证,得到实验数据,验证理论研究结果的正确性;3. 对实验结果进行数据分析和处理,得出相关结论。

五、预期结果通过本研究,可预期取得以下结果:1. 建立孔内炸药径向起爆爆轰波传播的数学模型,明确传播规律和影响因素;2. 探究孔内炸药径向起爆爆轰波传播的方向和速度与爆炸效果之间的关系;3. 提出前瞻性的控制方案和技术方法,以有效控制爆轰波传播方向;4. 验证理论分析结果的正确性和可行性;5. 对孔内炸药径向起爆爆轰波传播方向的应用前景进行分析。

裂实验展示炸实验的原理和过程同时强调安全意识和责任

裂实验展示炸实验的原理和过程同时强调安全意识和责任

裂实验展示炸实验的原理和过程同时强调安全意识和责任裂实验是一种常见的科学实验,通常用于展示物质在受到外部力作用下破裂的过程。

而炸实验则是一种更加危险和复杂的实验,用于展示爆炸及其原理。

本文将介绍裂实验和炸实验的原理和过程,并强调在进行这些实验时应该重视安全意识和责任。

裂实验的原理是利用外部力的作用使物质表面发生破裂。

在实验中,常用的方法有拉伸、挤压、剪切等。

以拉伸实验为例,实验者通常会选择一块具有一定弹性的材料,如橡胶或塑料。

然后通过外力不断拉伸材料,直至其发生破裂。

通过观察破裂面的形态和特点,可以了解材料的强度和变形性能。

而炸实验则是通过引爆炸药等爆炸物质,展示爆炸的原理和过程。

炸实验通常需要在专门的实验场地进行,并由专业人士进行操作。

在实验中,炸药会受到外部火源的引爆,产生高温高压的气体,从而导致炸药爆炸。

通过观察爆炸后的残留物和爆炸痕迹,可以了解爆炸的威力和影响范围。

在进行裂实验和炸实验时,安全意识和责任是至关重要的。

首先,实验者需要严格遵守实验室的安全规定,佩戴好相应的防护装备,确保人身安全。

其次,实验场地应选择在专门的实验室或场地进行,避免在不安全的环境中进行实验。

再者,实验者需要对实验的原理和过程有充分的了解,不可鲁莽行事,以免发生意外事故。

总之,裂实验展示炸实验的原理和过程是一种重要的科学实验方法,可以帮助人们更深入地了解物质的性质和行为。

然而,在进行这些实验时,安全意识和责任不能被忽视。

只有重视安全,严格遵守实验规定,才能确保实验的顺利进行,并避免发生意外情况。

愿每位实验者都能以安全第一的态度,书写出一段安全而精彩的科学实验之旅。

苯甲酸、松香等改善膨化硝铵炸药流散性的实验研究

苯甲酸、松香等改善膨化硝铵炸药流散性的实验研究

◎试验研究◎苯甲酸、松香等改善膨化硝铵炸药流散性的实验研究23 苯甲酸、松香等改善膨化硝铵炸药流散性的实验研究秦永王晶咸会朵季腾飞李伟山东天宝化工股份有限公司,山东临沂,273300摘 要在理论分析和实验的基础上, 提出了用苯甲酸、松香、石蜡代替部分油相,以达到改进膨化硝铵炸药流散性的目的。

对苯甲酸、松香、石蜡对膨化硝铵炸药的爆炸性能、流散性的影响进行了实验研究。

结果表明, 苯甲酸、松香、石蜡可以部分代替油相作为还原剂, 而不影响炸药的爆炸性能, 可明显改善膨化硝铵炸药的流散性。

关键词膨化硝铵炸药苯甲酸松香爆炸性能流散性中图分类号 TD235.21 文献标识码 A1 引言九十年代后期,硝酸铵的膨化技术应用于实际生产,成功研制出膨化硝铵炸药,至今已获得推广并在全国各地占有一定的市场份额。

但此类膨化硝铵炸药因其易于吸湿受潮、流散性差等各项缺陷而致使其推广使用受到了一定的限制[1]。

膨化硝铵炸药是以膨化硝酸铵为氧化剂,木粉、复合油相为还原剂的机械混合物,通过表面活性剂和一定真空度的复合作用,使硝酸铵自身具有敏化作用,用这种处理后的硝酸铵辅以一定的还原剂从而制造膨化硝铵炸药。

流散性的好坏是影响膨化硝铵炸药应用的一个重要因素, 而流散性是粉状物质的一种属性, 是粒子表面状态、特性和晶体形状最直观的反映[2]。

另外, 膨化硝铵炸药含有4%的可燃油相, 粘度较大的油相在硝酸铵内外表面渗透、吸附和黏结, 导致流散性较差, 因此在产品装药及炮孔装药时, 易形成“架桥”现象, 影响装药质量、生产效率和爆破效果。

已有文献报导了在油相材料中添加苯甲酸和柠檬酸代替部分油相作为还原剂,并分析得出结论苯甲酸无论从最终爆破性能和吸湿性方面均比柠檬酸效果好,本文选择燃热值相对较高的苯甲酸与石蜡、松香和复合油相合理搭配, 部分或全部代替复合油相, 以达到改进炸药流散性的目的。

2 实验2.1 实验原料与设备2.1.1 仪器40目分样筛,1000ml大烧杯,100ml小烧杯,玻璃棒,电加热套,温度计,捏合机。

有关火药实验报告

有关火药实验报告

有关火药实验报告火药实验报告引言:火药作为一种古老而神秘的物质,一直以来都备受人们的关注。

它不仅在军事领域发挥着重要的作用,同时也被广泛应用于烟花爆竹、狩猎和炼金术等领域。

为了更好地理解火药的性质和特点,我们进行了一系列的火药实验。

本报告将详细介绍我们的实验过程、结果和分析。

实验一:火药的成分分析我们首先对火药进行了成分分析。

通过将火药样品加热至高温,我们观察到样品发生了明显的分解。

通过对分解产物进行质谱分析,我们确定了火药的主要成分为硝酸钾、硫和木炭。

这些成分的比例对火药的性能起着重要的影响。

实验二:火药的燃烧性质为了研究火药的燃烧性质,我们进行了一系列的燃烧实验。

首先,我们将一小块火药样品点燃,并观察到火焰的颜色和形态。

我们发现,火药燃烧时产生的火焰呈现出明亮的橙红色,并伴随着爆炸声和火花的喷射。

这表明火药的燃烧速度非常快,并且释放出大量的能量。

接下来,我们测量了不同比例的火药样品的燃烧速度。

结果显示,硝酸钾、硫和木炭的比例对火药的燃烧速度有着显著的影响。

当硝酸钾的比例较高时,火药燃烧速度更快;而当硫和木炭的比例较高时,火药燃烧速度较慢。

这一发现对于火药的制备和应用具有重要的指导意义。

实验三:火药的爆炸性质火药的爆炸性质是人们最为关注的问题之一。

为了研究火药的爆炸性质,我们进行了一系列的爆炸实验。

首先,我们制备了不同比例的火药样品,并将其放置在一个封闭的容器中。

然后,我们点燃火药样品,并观察到容器内部产生了巨大的压力。

通过测量容器的爆炸压力和爆炸声音的强度,我们得出了火药的爆炸性质与其成分比例之间的关系。

我们还对火药的爆炸速度进行了测量。

结果显示,火药的爆炸速度与其成分比例密切相关。

当硝酸钾的比例较高时,火药的爆炸速度更快;而当硫和木炭的比例较高时,火药的爆炸速度较慢。

结论:通过一系列的实验,我们对火药的成分、燃烧性质和爆炸性质进行了详细的研究。

我们发现,火药的成分比例对其性能有着重要的影响。

约束HMX基PBX炸药裂缝中燃烧演化实验

约束HMX基PBX炸药裂缝中燃烧演化实验

约束HMX基PBX炸药裂缝中燃烧演化实验尚海林; 杨洁; 李涛; 傅华; 胡海波【期刊名称】《《含能材料》》【年(卷),期】2019(027)012【总页数】6页(P1056-1061)【关键词】裂缝; 约束; 对流燃烧; 增压【作者】尚海林; 杨洁; 李涛; 傅华; 胡海波【作者单位】中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理重点实验室四川绵阳 621999【正文语种】中文【中图分类】TJ55; O3891 引言炸药发生点火后的燃烧模式根据其传播特性可分为传导燃烧和对流燃烧。

在传导燃烧过程中,反应物和未反应物之间主要通过热传导传递能量,燃烧从炸药表面向基体内部层层推进,气相化学反应区释放的热量传递到未反应材料当中,热传导主导整个过程,辐射和对流只起很小的作用[1]。

在特定环境(压力、约束)下,燃烧会渗入炸药内部孔隙或者裂缝,通过快速流动的高温气体引发炸药孔隙或者缝隙表面发生燃烧反应,与主要靠热传导传播化学反应的传导燃烧相比,这种燃烧模式的传播速度通过高温气体产物的对流得到了增加,因此被称为对流燃烧[2]。

对流燃烧的主要特征是火焰渗入孔隙和利用火焰阵面驱动的高温气体预热孔隙。

压装高能炸药系统中的对流燃烧是一个多阶段、多物理的复杂过程,它强烈依赖于点火源的类型、高能炸药的自身性质、几何特性以及约束条件等因素[3]。

由于炸药中实际裂缝的形状和尺寸各异,通常采用预制裂缝的方式研究炸药典型尺寸裂缝中的燃烧演化特性。

Dickson 等[4-5]在烤燃实验中发现了炸药的裂纹损伤与反应的关系,研究结果证明,热损伤炸药在有约束的情况下点火后能够形成多条裂纹,从而增加反应表面积,导致发生剧烈的化学反应,甚至爆燃转爆轰(DDT)。

Taylor 等[6]研究了边界条件对火焰穿过多孔床的影响,采用三种不同形貌的丙烯酸树脂管开展火焰传播实验,结果表明火焰在前端收缩的管道中传播最快,在底端封闭的管道中传播最慢,表明孔隙中气体产物的生成和约束能提高对流燃烧速率。

高聚物粘结炸药压缩破坏的细观力学实验研究

高聚物粘结炸药压缩破坏的细观力学实验研究
李明;张珏;李敬明;温茂萍
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2005(013)002
【摘要】研究了一种含TATB的高聚物粘结炸药的细观力学行为.带有预制裂纹的炸药试样在电子显微镜腔室的加载平台上进行压缩破坏原位试验,定量分析了其损伤变形局部化特征.利用数字图像相关技术得到了裂纹尖端附近的变形场和位移矢量场分布,表明预制边裂纹的存在对位移场有强烈的扰动.数字相关运算结果发现试样破坏前在预制裂纹尖端有一个错动引起的漩涡矢量场,而裂纹的最终扩展方向有沿着外载荷的方向发展的趋势.
【总页数】5页(P79-83)
【作者】李明;张珏;李敬明;温茂萍
【作者单位】中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900;北京大学力学与工程科学系,北京,100871;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵
阳,621900;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川,绵阳,621900
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;O626
【相关文献】
1.基于近场动力学非普通状态理论的高聚物粘结炸药损伤破坏模拟研究 [J], 李潘;郝志明;刘永平;甄文强
2.不同细观力学方法预测高聚物粘结炸药有效模量的比较 [J], 王竟成;罗景润
3.高聚物粘结炸药动态损伤破坏的数值刻画 [J], 魏强; 黄西成; 陈刚; 陈鹏万
4.高聚物粘结炸药Steven试验低速撞击破坏和点火的数值模拟 [J], 戴开达;顾佳伟;陈鹏万
5.高聚物粘结炸药模拟材料动态变形破坏的实验研究 [J], 周忠彬;陈鹏万;黄风雷因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

炸药低速撞击点火与裂缝燃烧演化特性研究

炸药低速撞击点火与裂缝燃烧演化特性研究炸药局部撞击点火和点火后的燃烧演化是武器装药在意外事故响应中的两个关键过程,由于这两个过程都较为复杂,现有认识水平还不能满足武器安全性评估的要求。

为此,本文针对以上两个关键过程开展相关的实验、数值模拟和理论分析工作,目的是认识炸药在低速撞击下的点火机理,以及炸药发生非冲击点火后的燃烧演化规律。

本文的研究工作能够加深对意外事故条件下武器装药非冲击点火和高烈度反应复杂力-热-化耦合过程的机理性认识,为武器装药安全性研究提供数据支撑,具有重要的军事和科学意义。

本文通过实验、数值模拟以及理论分析的方法开展研究工作,取得了如下进展:1.针对炸药的低速撞击点火机理,采用落锤实验装置研究了 HMX颗粒炸药低速撞击下的动态响应过程。

结果表明,在加载初期,或者对于松散排列颗粒,造成局部温升的主导因素是颗粒变形;而加载后期,或者对于密实排列颗粒,温升是由颗粒变形和摩擦共同作用,其中单颗粒主要是破裂的碎片之间摩擦,而多颗粒主要是颗粒间相互摩擦导致温升。

2.在现有固体离散元方法的基础上建立了气-固耦合的离散元方法,增加了气体离散元模型、热传导模型和Arrhenius反应速率模型,使该方法初步具备了炸药在低速撞击条件下撞击→变形→颗粒破碎→局部温升→点火→燃烧演化全过程的模拟能力。

采用该方法对低速撞击下颗粒炸药的点火特性开展了初步的数值模拟研究,模拟结果与实验结果定性符合,再现了颗粒炸药受到撞击之后的响应全过程。

3.针对炸药非冲击点火后的燃烧演化问题,开展了炸药预置单条裂缝燃烧实验,获取了炸药裂缝燃烧演化全过程的物理图像和量化参数。

结果表明在较强约束条件下,炸药内部亚毫米宽度的裂缝燃烧能够产生超过200MPa的压力,火焰传播速度超过600m/s。

并对不同条件下的实验结果开展了定性比较,获取了裂缝宽度和约束强度对燃烧演化的影响规律。

4.对炸药裂缝燃烧演化的各个阶段开展了定性分析,并对裂缝燃烧的增压过程开展理论分析。

可燃液体爆炸实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解可燃液体爆炸的原理及影响因素。

2. 掌握可燃液体爆炸实验的基本操作步骤。

3. 通过实验观察可燃液体爆炸现象,分析爆炸原因。

二、实验原理可燃液体爆炸是指可燃液体在有限空间内,由于温度、压力等因素达到一定条件,发生急剧燃烧,产生大量气体和热量,从而引起爆炸。

实验中,通过控制实验条件,观察可燃液体爆炸现象,分析爆炸原因,以了解可燃液体爆炸的原理及影响因素。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器:酒精灯、试管、铁夹、酒精、火柴、温度计、压力计、秒表、记录纸、笔。

2. 实验材料:酒精、汽油、苯、丙酮等可燃液体。

四、实验步骤1. 准备实验材料:取适量酒精、汽油、苯、丙酮等可燃液体,分别装入试管中。

2. 设置实验装置:将试管固定在铁夹上,插入温度计和压力计。

3. 进行实验:a. 将酒精加热至沸点,观察沸腾过程中是否有爆炸现象;b. 将汽油加热至沸点,观察沸腾过程中是否有爆炸现象;c. 将苯加热至沸点,观察沸腾过程中是否有爆炸现象;d. 将丙酮加热至沸点,观察沸腾过程中是否有爆炸现象。

4. 记录实验数据:观察并记录不同可燃液体加热过程中的温度、压力、爆炸现象等数据。

5. 分析实验结果:分析不同可燃液体爆炸原因,总结实验结论。

五、实验结果与分析1. 酒精加热至沸点时,未发生爆炸现象,但观察到试管内压力略有上升。

2. 汽油加热至沸点时,未发生爆炸现象,但观察到试管内压力略有上升。

3. 苯加热至沸点时,发生爆炸现象,试管破裂,产生大量气泡,压力急剧上升。

4. 丙酮加热至沸点时,发生爆炸现象,试管破裂,产生大量气泡,压力急剧上升。

实验结果表明,不同可燃液体在加热过程中,其爆炸现象存在差异。

苯和丙酮在加热至沸点时发生爆炸,而酒精和汽油在加热至沸点时未发生爆炸。

分析原因如下:1. 爆炸原因:苯和丙酮的分子结构中含有较多的碳-氢键,这些键在高温下易断裂,释放出大量热量,导致压力急剧上升,从而发生爆炸。

酒精和汽油的分子结构中碳-氢键相对较少,加热至沸点时未达到爆炸条件。

不同热通量下炸药烤燃的数值模拟

不同热通量下炸药烤燃的数值模拟
张晓立;洪滔;王金相;贾宪振
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2011(019)004
【摘要】以固黑铝炸药为研究对象,针对炸药火烧的烤燃试验或可能受到意外热辐射的热安定性问题,建立了炸药热辐射的数值计算模型.采用计算流体力学软件ANSYS FLUENT,对几种不同的热通量104,105,106 W·m-2下固黑铝炸药的热点火规律进行了计算,得到了固黑铝炸药的点火时间、点火温度及点火位置.计算结果表明,随着热通量的增大,炸药的点火时间逐渐缩短,点火时壳体的温度逐渐升高,热通量对炸药的点火温度影响不大,点火位置就在炸药柱的顶面中心.
【总页数】6页(P436-441)
【作者】张晓立;洪滔;王金相;贾宪振
【作者单位】北京应用物理与计算数学研究所,北京100094;北京应用物理与计算数学研究所,北京100094;南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,江苏南京210094;西安近代化学研究所,陕西西安710065
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;O64
【相关文献】
1.不同升温速率下AP/HTPB底排装置慢速烤燃的数值模拟 [J], 李文凤;余永刚;叶锐;杨后文
2.不同升温速率下炸药烤燃模拟计算分析 [J], 王沛;陈朗;冯长根
3.DNAN基熔铸炸药在不同升温速率下的热烤燃研究 [J], 曾稼;智小琦;郝春杰;于永利
4.不同升温速率下模块装药慢速烤燃特性的数值模拟 [J], 刘静;余永刚
5.不同升温速率下DNAN熔铸炸药烤燃尺寸效应研究 [J], 赵亮; 智小琦; 于永利; 高峰; 曾稼
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Abstract: To investigate the evolution law of burning in high explosive cracks and understand the mech鄄 anism of the complicated mechanical鄄heat鄄chemical coupling process for high intensity reaction of pro鄄 jectile fillings during accidental ignition, the evolutionary process of burning in preformed cracks inside HMX鄄based PBX under non鄄shock initiation was recorded by high鄄speed camera and pressure transduc鄄 ers. The influences of different crack widths on burning evolution are analyzed based on gas鄄dynamic choking theory. Experimental results reveal that, under relatively high constraint conditions, the con鄄 vective burning in sub鄄millimeter cracks of explosive can produce high pressure exceeding 200 MPa, and the flame propagation speed exceeds 600 m / s. The comparison of different crack widths indicates that the pressure due to convective burning decreases with the increase in crack width, but the burning propagation speed increases. Keywords: explosive; crack; conductive burning; convective burning
够产生超过 200 MPa 的压力,火焰传播速度超过 600 m / s;裂缝宽度越大,装置解体前燃烧产生的峰
值压力越低,对流燃烧传播速度越快。
摇 摇 关键词: 炸药; 裂缝; 传导燃烧; 对流燃烧
摇 摇 中图分类号: TQ564郾 4 + 2
文献标志码: A
文章编号: 1000鄄1093(2019)01鄄0099鄄08
第 40 卷第 1 期 2 0 1 9年1月
兵工学报 ACTA ARMAMENTARII
Vol. 40 No. 1 Jan. 2019
炸药裂缝中的对流燃烧现象实验研究
尚海林, 杨洁, 胡秋实, 李涛, 傅华, 胡海波
( 中国工程物理研究院 流体物理研究所 冲击波物理与爆轰物理重点实验室, 四川 绵阳 621999)
( National Key laboratory of Shock Wave and Detonation Physics, Institute of Fluid Physics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621999, Sichuan, China)
裂缝中的对流燃烧是武器装药发生意外事故点 火后能否转成高烈度反应的关键过程,因为裂缝中 对流燃烧产生的高压气体驱动裂纹扩展,使得裂缝 宽度增大,燃烧表面积增加,对流燃烧持续加速。 若 约束不够强,则对流燃烧产生的高压会导致约束解 体,使燃烧终止;若约束足够强,则裂纹动态扩展与 燃烧反应耦合作用产生的瞬时高压会使炸药基体快 速破碎,导致燃烧表面积剧增而引发高烈度反应,引 起热爆炸,或进而转化为爆轰,造成灾难性后果。 因 此,研究炸药裂缝中对流燃烧的演化进程对武器装 药的安全性评估具有重要意义。 鉴于炸药中实际裂 缝的形状和尺寸各异,通常采用预制裂缝的方式研 究炸药典型尺寸裂缝中的燃烧特性。
100
兵摇 工摇 学摇 报
第 40 卷
烧。 传导燃烧是指热传导引起的炸药燃烧,在传导 燃烧过程中,反应物和未反应物之间主要通过热传 导传递能量,燃烧从炸药表面向基体内部层层推进, 燃烧的传播速度较慢[4] 。 在特定环境( 温度、压力、 约束) 下,燃烧会渗入炸药内部空隙或者裂缝,通过 高温气体对炸药缝隙表面加热,这种燃烧模式的传 播速度由于高温气体的对流作用而显著增加,通常 称之为对流燃烧[5] 。
0摇 引言
炸药的燃烧演化特性对于研究其在意外事故点 火后的响应行为至关重要,不同炸药具有不同的燃
烧特性,其传播速率可以像推进剂稳定燃烧一样只 有每秒几毫米,也可能发展成高速的爆燃,取决于炸 药的燃烧压力、炸药孔隙和约束强度[1 -3] 。
炸药的燃烧模式主要分为传导燃烧和对流燃
摇 摇 收稿日期: 2018鄄01鄄30 基金项目: 国家自然科学基金项目(11702273) ;中国工程物理研究院流体物理研究所领域规划项目( LYGH201402) 作者简介: 尚海林(1983—) , 男, 助理研究员。 E鄄mail: hailinshang@ caep. cn 通信作者: 李涛(1978—) , 男, 副研究员。 E鄄mail: tedleeus@ 163. com
摇 摇 DOI: 10. 3969 / j. issn. 1000鄄1093. 2n Convective Burning in Explosive Cracks
SHANG Hailin, YANG Jie, HU Qiushi, LI Tao, FU Hua, HU Haibo
摇 摇 摘要: 为研究高能炸药裂缝中燃烧演化规律,加深对武器装药意外点火后发生高烈度反应复
杂力学- 热学- 化学耦合过程的机理性认识,采用热点火方式结合高速摄影、压力测量等测试技术,
对奥克托今基 JO鄄9159 粘结炸药预置裂缝中燃烧演化过程开展实验观测。 结合气动壅塞理论分析
了裂缝宽度对燃烧演化的影响。 结果表明:在较强约束条件下,炸药内部亚毫米宽度的裂缝燃烧能
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