含铝温压炸药及其爆炸效能研究

主要阐述含铝温压炸药配方的基本组成及在不同环境条件下的能量释放效率、爆炸火球及冲击波的形成过程等。通过测试含铝温压炸药在氧气、空气和氩气环境中的燃烧热值,研究不同环境对其爆炸能量释放效率的影响及其使用范围;通过测试爆炸火球和冲击波的成长过程、火球温度和高温火球持续的时间分析含铝温压炸药爆炸机理和破坏效能。结果表明,以超细片状铝粉为主要原料的含铝温压炸药在有氧环境中爆炸的能量释放效率和能量释放速率均较高,其有效破坏效能为较强的爆炸冲击波和持续的高温火球,大大延展温压炸药的综合破坏效能。     

不同气体环境对液固混合燃料空气炸药爆炸能量的影响研究

为了研究不同气体环境对液固混合燃料空气炸药(FAE)爆炸能量的影响,利用爆热量热计和密闭爆炸容器,分别在真空、空气和纯氧三种条件下,测定了液固混合FAE的爆热和准静态压力。结果表明:爆热和准静态压力的大小符合如下顺序:纯氧空气真空,即随着环境中氧气含量的增加,试样的氧化完全性更高,且释放出更多的能量;同时,通过对试验数据进行分析,拟合得到了准静态压力与试样爆炸释放能量的关系,即:试样的能量与准静态压力近似呈现线性关系,并满足Δpqs=0.18+0.52ΔQ的关系式。     

不同气体环境对液固混合FAE爆炸能量的影响研究

为了研究不同气体环境对液固混合FAE爆炸能量的影响,利用爆热量热计和密闭爆炸容器,分别在真空、空气和纯氧三种条件下,测定了液固混合FAE的爆热和准静态压力。结果表明：爆热和准静态压力的大小符合如下顺序：纯氧＞空气＞真空,即随着环境中氧气含量的增加,试样的氧化完全性更高,且释放出更多的能量;同时,通过对试验数据进行分析,拟合得到了准静态压力与试样爆炸释放能量的关系,即：试样的能量与准静态压力近似呈现线性关系,并满足 的关系式。     

加载速率对砂岩破碎及能耗特征的影响

为了研究应力波加载速率对岩石破碎与能量利用效率的影响,利用杆件纵向撞击面局部变形的非线性模型设计了5种不同曲率半径的锤头,获得了非等入射能与等入射能条件下不同加载速率的入射应力波,并对红砂岩进行了冲击试验.结果表明:随着应力波加载速率的增大,砂岩试样破碎块度的分形维数呈近似线性增长关系.在加载速率相同的情况下,砂岩试样破碎块度的分形维数随入射能的增大而增大.随着入射应力波加载速率的增加,破碎能耗密度增大.在加载速率相同的情况下,入射能越大岩石破碎能耗密度越大.在非等入射能条件下,岩石破碎过程中的能量利用率随着入射能的增大呈明显的下降趋势.实际生产中最优的应力波形必须综合考虑破岩效果和能量利用率等因素.     

一次起爆固态FAE爆炸冲击波传播规律的实验研究

野外进行了小药量无约束空间FAE装置一次起爆的实验研究,利用彩色高速摄影对爆炸过程进行了全记录,其提供的照片清楚的拍到了冲击波的扩展以及冲击波与爆炸火球的分离过程。通过分析照片得出了一次起爆固态FAE的冲击波传播规律:当中心药起爆时,由于爆炸产物具有极高的压力,迅速向外膨胀,膨胀着的爆炸产物就像活塞一样,推挤着周围的空气,形成空气冲击波。空气冲击波很快掠过燃料,将燃料抛撒的同时点火,爆炸产物进一步扩散,当爆炸产物和冲击波一起扩展到某一极限半径后,爆炸冲击波与火球界面分离,冲击波以大于火球扩展速度的速度向外运动,随着空气冲击波的传播,正压区不断拉宽,波阵面上的压力、速度等参数下降较快,最后衰减为声波。     

高能强子—强子碰撞中的多重产生(英文)

本文对强子—强子非衍射散射中的三火球模型作了总结性的评述。这一模型是在西欧中心CERN质子—反质子对撞机(SPS)的最新实验结果的基础上提出来的。这些结果包括:快度中心区的带电多重数满足KNO标度无关性,快度平台升高80%,长程快度关联,以及快度分布和横动量分布与多重数关联等等。模型的基本假设是:在非衍射散射过程中形成三个火球,每个火球的能量分布都是二维振子分布,火球爆破产生的末态粒子数目正比于火球的激发能。在此假定下,利用归一化条件就得到了与实验相符的中心区多重数分布的KNO标度无关性。假定三个火球的平均大小相近,可以得到非衍射多重数分布的KNO标度无关性,与较低能量的实验相符。如果假定中心火球所占比例随能量的升高而增大,可以得到540GeV的多重数分布,与(?)P对撞机实验结果相符。进一步利用能量—动量守恒还可以得到与实验大体一致的快度平台及分多重数快度分布。将63GeV和540GeV的平均多重数的实验值和上述模型中这两个能量下中心火球和两侧火球的大小之比结合在一起,可以看到当能量由63GeV升到540GeV时,两侧火球的大小保持不变。将这一事实向更高能量外推,就可以对更高能量下的多重数分布和快度分布作出预言。本文中就S~(1/2)=900和2000GeV作出了这一预言。在本文的最后,利用三火球模型对非衍射散射过程的物理图象作了一些讨论。     

常用PVC桌面装饰材料燃烧热释放速率实验

 火灾中,各类装饰材料成为助燃物引发更大灾情,其燃烧后释放的有毒烟气也是造成人员伤亡的主要原因.本实验基于标准ISO 9705 小尺寸热释放速率实验台,利用耗氧原理分别测量厚度为1、2 和3 mm 的聚氯乙烯(PVC)桌面装饰材料试样的热释放速率,分析燃烧特性.实验结果显示,边长为30 cm 的矩形试样能被2 mL 的正庚烷引燃,燃烧的最高温度大于800℃;不同试样的热释放速率最大值随着厚度的增加而减少,分别为5.82、4.41 和2.83 kW/s,但是热释放速率总值呈递增趋势;随着试样厚度的增加,引燃的时间推迟,即引燃的难度增大;材料燃烧过程中释放大量黑烟和刺鼻的气味.     

电火花作用下粉尘云着火的延迟时间

为确定粉尘云在电火花作用下的着火敏感性,以钛粉为研究介质,通过以电火花能量释放速率为源项的气-粒两相能量守恒方程建立模型,获得了电火花作用下放电火花能量、粉尘粒径、环境氧体积分数、环境温度及湍流程度对粉尘云着火延迟的影响规律.结果表明:粉尘粒径大小对着火延迟的影响最大,越小的颗粒其着火越迅速;环境温度比室温高50~100K时,粉尘着火延迟时间显著缩短;湍流会加速颗粒间换热速度,缩短着火延迟时间;点火能量与环境氧浓度对着火延迟的影响较小.通过模拟计算扩展了实验研究,也为相关粉尘爆炸预防工作提供理论依据.     

FLNG工艺区爆燃冲击强度数值分析及后果评价

CFD数值方法是目前海上浮式设施爆燃冲击研究中得到广泛运用的方法.文中以某FLNG工艺区发生爆燃事件为研究背景,基于通用CFD软件CFX对蒸气云爆炸进行数值分析,提出了基于能量释放方程模拟分析的冲击波安全评价方法,并对能量和能量释放时间两个变量对爆燃冲击强度的敏感性进行研究.该冲击波后果评价方法通过在爆心位置设立以能量大小和能量释放时间为变量的step函数,选定k-ε模型,模拟爆炸冲击获得超压数据,并结合超压伤害准则和TNO爆炸源能量和气云体积的转换关系对冲击波伤害后果进行评价.研究表明:基于CFD的能量释放方程能够很好的模拟爆炸冲击波并获得表征冲击强度的超压数据.方程中变量因素对冲击强度影响显著,特别是爆炸近场区域.提出的安全分析方法可以有效地对爆炸冲击后果进行评价.     

颗粒特征尺寸对爆炸驱动惰性金属颗粒运动的影响

在炸药中添加惰性金属颗粒,形成一种特殊的非均质炸药。当炸药爆炸后,惰性颗粒在爆炸产物及爆轰波的驱动下,颗粒能达到较大的速度,对一定方向和范围内的目标造成毁伤效应。由于惰性颗粒在空气中存速能力较差。速度很快衰减,因此可以有效控制颗粒飞散距离。颗粒在炸药中的位置、颗粒的形状以及颗粒抛撒速度对颗粒运动过程和抛撒范围的研究具有重要作用。基于有限元分析软件AUTODYN,建立炸药爆轰驱动单颗粒惰性金属颗粒模型。对炸药爆轰驱动不同位置惰性金属颗粒以及颗粒不同特征尺寸的最大初速度进行计算,对计算结果进行了分析,得到了以上参数对颗粒抛撒初速度的影响及抛散初速度的宏观规律。计算结果为研究爆轰驱动粒子群机制提供了重要的理论依据。     

氧烛中锰金属粒径对氯酸钠热解的催化作用

分别制备了两组粒径的Mn金属燃料(平均粒径分别为18.73和5.24μm),利用激光粒度分析仪测试了其粒径分布,扫描电镜分析了表面形貌,能谱仪确定了所含元素.对NaClO3,NaClO3与Co3 O4,NaClO3、Co3 O4与Mn的混合物分别进行了热重与示差扫描量热联合分析实验(TGA-DSC),通过对比各混合物热解起始温度及其他特征温度,探究了Mn金属粒径对NaClO3热解的催化强度与热解稳定性的影响.研究结果表明:Co3 O4虽对NaClO3热解具有催化性,热解开始温度(To)由512.3℃ 下降为333.0℃,但其可导致NaClO3热解的不稳定,热解阶梯由1个变为3个;Mn金属燃料对NaClO3中间产物具有明显的催化性,且随着粒径减小,催化强度逐渐增加,热解终止温度(Tf)由419.8℃ 下降为351.9℃,同时NaClO3热解阶梯减少,热解温度区间变窄(由180.6℃ 减小为19.4℃),热解更加稳定.     

添加剂条件下氯化钙制备纳米碳酸钙

基于化工生产中大量副产氯化钙,以氯化钙、氨水和二氧化碳为原料,在添加剂条件下对制备纳米碳酸钙进行了研究。实验研究了添加剂种类和用量、反应温度和二氧化碳流量等工艺条件对产物粒径的影响,采用XRD和TEM对产物进行了分析。实验结果表明:在添加剂条件下,以氯化钙、氨水和二氧化碳为原料可以制备纳米碳酸钙,反应条件温和能耗低;实验条件下制备的产物为方解石型近球状纳米碳酸钙。     

基于粒子群算法的微纳米铁粉燃烧实验研究

为减少化石燃料的使用,开发清洁、低碳、可再生的新型能源,本文对微纳米铁粉燃料开展燃烧实验研究。通过微纳米铁粉的比表面积实验、热重分析实验、X射线衍射实验,得到不同粒径铁粉的比表面积、热重曲线以及X射线衍射图谱。分析粒径对比表面积、热重曲线的影响,研究不同粒径铁粉在40K/min升温速率下的燃烧特性参数和燃烧动力学参数。并用粒子群算法拟合出微纳米铁粉的燃烧速率微分方程,建立微纳米铁粉的燃烧模型。结果表明：除了50nm铁粉以外,随着粒径增大,铁粉的着火点温度、最高燃烧速率温度、燃尽温度、活化能、指前因子均增大。50nm铁粉会在高温下发生熔化并凝结,使得燃尽温度上升,燃尽时间延长,不利于反应正常进行。对于粒径在50nm~2μm范围内的铁粉,可以通过本文建立的铁粉燃烧速率微分方程近似计算不同粒径微纳米铁粉的燃烧特性参数和燃烧动力学参数,误差在允许的范围内。     

蒙特卡罗中子输运计算中弥散型颗粒燃料的子网格随机模型研究

弥散型颗粒燃料在燃料元件中的随机分布特性给传统的堆芯物理计算方法带来巨大困难与挑战.主要针对蒙特卡罗中子输运计算,开展基于子网格模型的颗粒燃料随机模型建模方法研究,探讨了网格尺寸大小对随机模型建模效率和堆芯物理计算精度的影响,给出了最佳网格尺寸参数.数值结果表明,基于最佳网格尺寸参数的子网格模型可较好地满足弥散型颗粒燃料的堆芯物理计算需求.     

Evolution of ferronickel particles during the reduction of low-grade saprolitic laterite nickel ore by coal in the temperature range of 900–1250℃with the addition of CaO–CaF2–H3BO3

The method of producing ferronickel at low temperature(1250–1400℃)has been applied since the 1950s at Nippon Yakin Kogyo,Oheyama Works,Japan.Limestone was used as an additive to adjust the slag composition for lowering the slag melting point.The ferronickel product was recovered by means of a magnetic separator from semi-molten slag and metal after water quenching.To increase the efficiency of magnetic separation,a large particle size of ferronickel is desired.Therefore,in this study,the influences of CaO,CaF₂,and H₃BO₃ additives on the evolution of ferronickel particle at≤1250℃were investigated.The experiments were conducted at 900–1250℃with the addition of CaO,CaF₂,and H₃BO₃.The reduction processes were carried out in a horizontal tube furnace for 2 h under argon atmosphere.At 1250℃,with the CaO addition of 10 wt%of the ore weight,ferronickel particles with size of 20μm were obtained.The ferronickel particle size increased to 165μm by adding 10 wt%CaO and 10 wt%CaF₂.The addition of boric acid further increased the ferronickel particle size to 376μm,as shown by the experiments with the addition of 10 wt%CaO,10 wt%CaF₂,and 10 wt%H₃BO₃.     

铝粉含量及粒度对炸药驱动能力的影响

通过一维平板加速试验方法,研究了铝粉含量及粒度对含铝浇注PBX炸药驱动能力的影响。测试分析了不同铝粉含量或粒度的炸药配方金属加速能力,并进行了工程验证试验。结果表明,在铝含量一定范围内,炸药驱动破片金属加速能力随着铝粉含量增加先增加后减小,铝粉含量存在一个最优配比;铝粉尺寸对能量释放有影响。     

CKP磨机粉碎效率的动力学研究

通过工业CKP磨机现场采样,获取了6个工况12组入料和出料样品.并采用实验室筛分得到入料、出料颗粒分布数据.在此基础上,采用颗粒特性方程分析水泥熟料50%累积质量百分率的特征粒径和均匀性系数.运用1级动力学模型,研究CKP磨机中磨机给料量和循环负荷对粉磨效率的影响.发现粉磨系数K,N的关系:粉磨效率随颗粒粒径的变化而变化,与入料的性质关系很大.以上发现为工业磨机的节能减排提供可靠的生产实践指导.     

高铟闪锌矿在氧压酸浸中铟浸出动力学的研究

铟是一种重要的多用途战略金属,具有较高的工业应用价值,但无独立可供开采的矿床,常伴生于铅锌等硫化矿中.因此,本文在传统电加热条件下进行了高铟闪锌矿氧压酸浸过程中铟浸出动力学实验的研究.结果表明:采用“有固态产物层的液-固相浸出反应动力学模型”对铟浸出动力学进行了研究,可知其浸出速率受到界面化学反应控制,其表观活化能为69.735kJ/mol,以及高铟闪锌矿氧压酸浸过程中铟浸出率随粒度减小、初始酸度增大、氧分压增大、浸出温度增大而增大.     

种分过程添加剂对氢氧化铝粒度强度的影响

在铝酸钠溶液的种分过程中,添加剂的应用可以提高产品氢氧化铝的粒度、强度·选出了增大氢氧化铝粒度的添加剂H1,I,F,G,提高氢氧化铝强度的添加剂L,I,F,G,H2,H3,H5;研究了氢氧化铝粒度与强度的关系·结果表明,氢氧化铝颗粒在45～105μm的个数百分数越大,氢氧化铝颗粒分布越均匀,强度就越好;探讨了添加剂的作用机理,即表面活性剂分子的亲油基在氢氧化铝粒子表面形成油层,将氢氧化铝细粒子紧密粘结在一起,使氢氧化铝的粒度与强度增大·     

喷气燃料中酚类抗氧剂的气相色谱-质谱分析

抗氧剂对于保持喷气燃料的储存稳定性和改善替代燃料的质量至关重要.气相色谱-质谱-选择离子联用技术(GC-MS-SIM)可以定量检测燃料油中的受阻酚抗氧剂,利用单柱法和二维中心切割法两种方法检测了燃料中不同抗氧剂的含量,试验结果表明,两种方法都能够有效地测定喷气燃料中酚类抗氧剂的含量,其中中心切割法在抗氧剂检出限、定量检测限以及测定结果线性相关性方面均优于单柱法.