爆炸抛撒过程的研究进展

爆炸抛撒指含能材料爆炸产生的瞬时高压对周围介质产生驱动作用的过程,这种驱动方式在军事和民用工程中获得了广泛应用。整理了国内外涉及爆炸抛撒武器的研究资料,详细分析了爆炸抛撒在化学武器、FAE、灭火弹药、金属颗粒流毁伤元中的应用,从理论分析、数值仿真和试验研究等方面对爆炸抛撒过程的研究进行了综述,系统总结了爆炸抛撒过程中云雾范围、颗粒速度、尺寸、浓度和温度效应等主要参数的研究进展,归纳了各参数规律性的表现,提出了今后应该重点解决的问题和研究方向。     

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。     

液体燃料爆炸抛撒和FAE形成过程的数值模拟

将液体燃料爆炸抛撒和ＦＡＦ云雾形成全过程分２个阶段处理,在抛撒初期,利用运动边界处理方法,建立一维单相流动模型来描述爆轰产物气体和燃料液体的运动。在其后过程,采用两相模型描述燃料液体与周围大气相互作用过程。数值模拟得出的云雾处形变化与实验结果符合得较好。数值模拟还给出了云雾区的物理参数变化规律。     

固体灭火剂在中心抛撒炸药作用下的试验研究

对灭火剂在中心抛撒炸药的作用下的抛撒效果进行试验,对不同的比药量进行对比试验,确定合适的范围.同时对灭火剂的质量与抛撒效果的关系进行试验,试验结果证明增加灭火剂质量不能显著增加云雾体积,但是云雾持续时间与灭火剂质量近似成正比例关系.另外,风向、弹体形状等因素对云雾形状也有一定的影响.     

燃料抛撒初始阶段的蹿火现象

 在燃料抛撒形成燃料空气炸药的过程中, 燃料可能发生点火燃烧或爆燃现象, 通称为蹿火。蹿火现象的发生, 极大地降低了燃料空气炸药能量的输出。解决蹿火问题, 对二次引爆型云爆战斗部的研制尤为重要。针对燃料抛撒初始阶段蹿火现象, 通过数值模拟和试验, 获取爆轰气体产物、燃料和空气的时空分布, 分析蹿火发生的因素。结果表明, 爆轰气体产物量是影响抛撒初始阶段蹿火发生的主要因素, 针对液固态燃料配方, 最优的比药量范围为0.95%~1.70%。     

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。     

工业碳氢燃料爆轰特性的实验研究

在立式激波管中对烯烃(C5H8.68)云雾的爆轰参数进行实验测定，与其它碳氢燃料云雾爆轰进行比较，分析影响爆轰性能的因素。结果表明，该燃料云雾的临界当量起爆能与量浓度比的关系为“U”型曲线，在量浓度比为1．17处，其云雾的临界起爆能最小，在富燃料一侧，量浓度比在一定范围内，爆压为2．6MPa左右，用该燃料代替环氧丙烷(PO)可以相应增加FAE(Fuel—Air-Explosive)武器的威力。     

CaSO4的复合载氧体制备及其反应特性

利用浸渍法制备出载氧性能较好及价格低廉的复合型CaSO4载氧体,同时研究其固体燃料化学链燃烧特性.在综合热分析仪中研究复合型载氧体同H2和CO等气体燃料和煤焦固体燃料的反应性能,发现浸渍有微量Fe2O3和NiO的CaSO4复合型栽氧体同气体、固体燃料的反应速率加快,反应时间大大缩短,Fe2O3改善载氧体的反应性能方面优于NiO.SEM照片显示复合型载氧体同固体燃料高温下反应前后颗粒形态发生较大变化,并出现颗粒聚团.XRD分析表明循环反应后浸渍的Ni以Ni3S2形式出现,而浸渍的Fe以Fe3O4化舍物的形式存在,CaSO4的还原产物只有CaS.加入CaCO3颗粒后,大大改善了复合CaSO4栽氧体的循环性能.     

液体燃料爆炸抛撒过程分析

该文建立了描述液体燃料空气炸药云雾运动规律的模型,给出了云雾膨胀过程３个阶段的速度—半径关系或速度—时间关系,以及云雾中燃料液滴的尺寸估计。     

现代战场软目标的杀手——面攻击FAE武器

上世纪60年代以来,美、苏等军事大国一直在秘密发展空气炸药(简称FAE)及燃料空气炸药武器(又称为油气炸弹、云爆武器等等) 上世纪70年代,美国、苏联、加拿大等国已开始研究第三代FAE武器。第三代燃料空气炸药武器研制的目标是将FAE二次起爆机制改为一次起爆,从而简化武器结构,提高武器性能,扩宽应用范围,增强自身生存能力和降低费用、提高效率的目的。     

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.     

储存喷气燃料中悬浮物的组成分析及过滤处理方法研究

通过水洗过滤的方法富集了部分储存喷气燃料中产生的悬浮物，采用常规理化分析、X射线能谱（EDS）、原子发射光谱（AES）、红外光谱（IR）等手段分析了储存喷气燃料中悬浮物的成分和成因，并对储存喷气燃料中悬浮物的处理方法进行了探讨。研究结果表明，储存喷气燃料中的悬浮物主要为由碳、氧、铝、硅、钠、铁等元素组成的化合物的混合物，其中脱除有机成分后所剩余的固体部分主要为硅、氧化合物即尘土等小颗粒污染物;储存喷气燃料中悬浮物可通过采用适当精度的过滤器除去，过滤效果随过滤器精度的提高而提高。     

固化降温过程中固体火箭发动机材料参数的影响分析

给出了药柱在固化降温过程中的热传导和热应力分析的基本方程，且应用有限元法对固体火箭发动机药柱在固化冷却过程中的三维瞬态温度场进行了数值模拟．同时得出了药柱危险点的位置．然后模拟了推进剂参数对危险点的应力应变值的灵敏度．计算结果符合工程实际．     

大豆素固体分散体的制备及溶解性能研究

以PVP作为载体,利用旋转蒸发法制备了大豆素固体分散体,通过XRD对固体分散体进行表征,采用紫外-可见分光光度计考察了固体分散体的溶解度.研究结果表明,大豆素与PVP形成固体分散体后,以无定型的形式高度分散在PVP载体中,大豆素在水中的溶解度显著提高;当大豆素与PVP的质量比为1:1时,固体分散体中大豆素在水中溶解度与...     

柴油机工作过程模拟和优化的研究

给出了柴油机工作过程理论建模和工作参数优化的方法,基于BOOST软件,建立了6110ZL增压中冷柴油机的计算模型,并对其工作过程进行了优化。分析计算结果表明,柴油机功率提高了4．7％,燃油消耗率节省了2．7％。     

三维聚合物电解质膜燃料电池中水的输运模拟

针对新型螺旋形加压聚合物电解质膜燃料电池,提出了一种液态水生成和输运效应的数值模型.该数值模型基于燃料电池的物理机理、流体流动、传热导、多孔介质中的传质、电化学反应、含相变的多相流动、电流输运、多孔介质和固体导电区域中的位势场以及穿过聚合物膜的水的输运设计优化过程.在分析中还使用了燃料电池模型.例如,电化学模型--用于预测局部电流密度和电压分布;位势场模型--用于预测多孔介质以及固体导电区中的电流和电压;多相混合物模型--用于预测在多孔扩散层中的液态水和气体流;薄膜多相模型--用于研究气体流道中的液态水流.最后给出了聚合物电解质膜燃料电池液态水生成和输运的理论模型的数值结果,包括催化层和膜中的H2,O2和H2O的质量和克分子数的等值线图.     

蛇床子素固体分散体的制备与分析

应用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为载体,采用溶剂挥发法制备了蛇床子素(OSL)的固体分散体,测定了OSL原料药、固体分散体以及机械混合物的体外溶解度,并通过扫描电镜观察、红外光谱以及紫外光谱分析对固体分散体进行了研究,结果表明,OSL固体分散物的溶解度与OSL原料药和机械混合物相比有明显提高;OSL分子和载体分子之间未发生化学变化。     

固体推进剂药柱热-机耦合分析及应用

基于有限元分析的基本原理,建立了热-机耦合问题分析的有限元基本方程,并对固体火箭发动机药柱在固化冷却过程进行了数值仿真.算例表明,热-机耦合分析方法能较好地仿真固体火箭发动机药柱的温度场和应力应变场,对药柱的结构完整性分析提供了一种分析方法.     

超声场中湿法制备氧化铝纳米粉

将超声波应用于湿法制备氧化铝纳米粉工艺过程，探讨了超声作用机理，研究了超声辐射对颗粒的形成和团聚以及干燥过程的影响，研究表明，超声能量能加速前驱体的形核，超声分散可控制晶核的长大和团聚；超声振动还能影响陈化过程中的沉淀向凝胶的转变，易得到疏松三维网络状结构，这样的凝胶结构有利于最后得到疏松、少（无）团聚的纳米粉体。     

中温SOFC阴极材料La0.7Sr0.3Co1-xCuxO3-δ的制备及性能

采用固相反应法制备了La_0.7Sr_0.3Co_1-xCu_xO_3-δ系列中温固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极材料粉体.对其进行晶体结构表征,高温电导率和热膨胀曲线测试,并选取其中性能较好的样品进行了单电池实验.结果表明,Cu的掺杂降低了（La,Sr）CoO La₃体系阴极材料的热膨胀系数,在x=0.05时电导率略高于未掺Cu的样品.以La_0.7Sr_0.3Co_0.95Cu _0.05O _3-δ为阴极、Ce_0.8Sm_0.2O_1.9为电解质组成的SOFC单电池,在850℃最大短路电流密度达511mA/cm²,最大输出功率密度约为0.106W/cm².