甲苯对RDX溶液热分解的影响

为了防止RDX在生产以及使用过程中发生爆炸事故,采用本实验室自行设计的临界爆温测试装置,对RDX溶液的临界爆温进行了测试。结果显示,0.3gRDX在高温下加热时,只会发生热分解反应,反应程度不会引起爆炸;RDX质量分数为3FfFf～7FfFf时,RDX溶液不仅会发生强烈的热分解反应使溶液温度迅速升高,而且会在191℃左右发生爆炸,从而确定,甲苯对RDX溶液的热分解,起到一定的催化作用;RDX 3FfFf～7FfFf的质量分数变化,对临界爆炸温度影响很小,当RDX溶液质量分数低于3FfFf时,RDX溶液不发生爆炸。     

DMF对FOX-7热分解的影响

FOX-7作为一种新型高能钝感炸药被广泛研究,其结晶、重结晶等过程均在DMF中进行。为研究FOX-7在DMF中的热安全性,首先使用差示扫描量热-热重(DSC-TG)同步热分析仪研究FOX-7的热分解过程,分别测得升温速率为5℃/min,10℃/min,15℃/min,20℃/min的DSC和热重-微商热重法(TG-DTG)曲线;并得出其分解过程包括一个吸热转晶峰(116℃左右)和两个分解放热峰(226℃和294℃左右)。然后,使用自行设计的临界爆炸温度测试装置,通过小容量法测定FOX-7、DMF以及FOX-7溶液的临界爆炸温度。结果表明,在试验条件下,FOX-7溶液的临界爆炸温度低于纯FOX-7的临界爆炸温度,说明DMF溶液促进了FOX-7的热分解反应。当FOX-7溶液质量分数为5%时,临界爆炸温度最高,热安全性最好。     

抛光工艺中镁铝合金粉燃爆参数分析

采用粉尘云最低着火温度测试装置及20 L球形爆炸实验系统设计研究微米级镁铝合金粉爆炸特性参数。研究结果表明:镁铝合金粉尘云最低着火温度随分散压力的增大呈现先减少后增加的趋势,分散压力工况点对应最低的着火温度随着粒径的减少而出现下移现象;镁铝合金粉存在1个临界质量浓度,当镁铝合金粉尘质量浓度低于临界质量浓度时,其最低着火温度受粉尘质量浓度的影响较大,当粉尘质量浓度大于临界质量浓度时,其最低着火温度受粉尘质量浓度影响较小,镁铝合金粉临界质量浓度为4 540 g/m~3;在同一粒径下爆炸压力随着质量浓度的增加先增大后减小,并存在1个最大爆炸质量浓度使得爆炸压力达到最大值,在1 750 g/m~3粉尘质量浓度下,粒径为502.2,293.6和59.8μm的镁铝合金粉均达到最大的爆炸压力,并在500 g/m~3粉尘质量浓度下,粒径为502.2,293.6和59.8μm镁铝合金粉的极限氧体积分数分别为15%,13%和4%。     

铝爆热特征值及反应率的研究

为了得到铝的爆热特征值和反应率,采用国军标GJB 772A-97中701.1绝热法测试爆热和反应率计算,对RDX/Al/粘结剂、HMX/Al/粘结剂和PETN/Al/粘结剂三类混合炸药体系进行了爆热值的测定。结果表明,铝在RDX、PETN、HMX三种配方体系和同在RDX配方体系但粘结剂含量不同时,铝爆热特征值及反应率是不同的;铝在RDX/Al/粘结剂(4%)和PETN/Al/粘结剂(4%)体系中,随着铝含量增加,铝爆热特征值和反应率在减小;铝在RDX/Al/粘结剂(16%)和HMX/Al/粘结剂(5%)体系中,随着铝含量增加,铝爆热特征值和反应率先是增加后减小。     

纳米金属粉对RDX热分解特性的影响

用DSC研究了纳米Cu粉、纳米Ni粉、超细Al粉、超细Ni粉和普通Cu粉对RDX热分解特性的影响。实验结果表明,纳米Cu粉使PDX的分解活化能降低了2．3kJ/mol,使RDX分解放热峰的峰温降低了24．9℃。纳米Cu粉对RDX热分解特性的影响比普通Cu粉要大很大;其它几种金属粉,无论粒度如何,对RDX的热分解特性影响均不大;在0．1MPa、2．0MPa和6．0MPa下,随压国增大,RDX／纳米Cu粉样品的峰形变化规律和RDX的不同。在RDX／纳米Cu粉的样品中,随纳米Cu粉含量降低,Cu对RDX热分解特性的影响程序逐渐降低,峰温向高温区移动。但当RDX与纳米Cu粉的质量比从15：1变到20：1时,RDX的峰温却向低温方向移动。探讨了纳米Cu粉对RDX热分解的作用机理。     

发生炉煤气在电除尘器中爆炸与泄爆过程的数值模拟

为实现电除尘器在发生炉煤气净化中的应用,解决发生炉煤气的防爆与泄爆问题,文中采用RNG k-ε湍流及燃烧模型,对发生炉煤气在电除尘器中的爆炸及泄爆过程进行了数值模拟研究,分析了初始温度、初始压强、局部高氧气团对爆炸压力的影响,并对泄爆阀孔径对泄放效果的影响进行了研究。结果表明,最大爆炸压力随初始压力增大而线性增大,但随初始温度的升高而急剧下降;局部高氧气团爆炸使泄爆阀开启的临界直径为1.2 m,此时气团与电除尘器体积比为0.04;泄爆阀开启泄出的气体速度和温度较高,易引发二次爆炸;在1.4 m直径局部气团爆炸基础上,400 mm泄爆阀泄压时间为0.17 s,直径600 mm和800 mm泄爆阀的泄爆时间分别较之提高了72.3%和82.3%。     

GAP改性单基球形药的热分解性能研究

采用热重-微热重(TG-DTG)和差示扫描量热(DSC)实验,研究了纯单基球(NC)、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)以及GAP改性的单基球形药的热分解性能,探索了球药中主要组分NC和GAP之间的相互作用. 实验结果表明:GAP质量分数分别为20%和30%的改性单基球形药在发生热分解时,存在GAP的热分解过程,且其主链的热分解峰值温度较纯,GAP相应的峰值温度分别提前3.5℃和8.4℃. DSC测试显示,NC的热分解产物和热量使GAP质量分数为20%和30%的改性单基球中—N₃基团的放热峰分别降低8.18℃和7.70℃,即发现在GAP改性的单基球中,NC的存在对GAP的热分解具有一定的促进作用.      

环己烷氧化生产环己酮过程建模与参数分析

环己烷无催化氧化生产环己酮是一个高危工艺,当尾氧体积分数到达一定限度会发生爆炸,分析尾氧体积分数随关键参数的变化对企业的安全生产有重要意义。该文针对工艺中的反应器建立了数学过程模型,考虑了不同操作参数下传质和水力学及环己烷挥发对反应过程的影响,同时建立了反应动力学及物料平衡模型。模拟结果和实际生产数据能较好地相符。结果表明:当气相氧气体积分数达到28%,进气量为6 750Nm3·h-1时,尾氧体积分数会增加到3%,引发爆炸。确定反应温度、进料氧气体积分数、气相进料量为反应过程中的敏感参数,为环己酮的安全生产提供理论和控制依据。     

蓖麻油与二甲醚临界互溶温度实验测量

为测定二甲醚与蓖麻油混合燃料的临界互溶温度,对互溶性实验装置进行了改进.利用改进后的装置,在蓖麻油的质量分数为2.01%~93.03%范围内,测量了16个状态点的蓖麻油与DME的临界互溶温度.结果表明:蓖麻油与DME临界互溶温度在221.46~256.62 K之间.临界互溶温度随着蓖麻油浓度的增加而增加,在蓖麻油的质量分数为0.5时,临界互溶温度为245 K(-28.15℃),能够满足高寒地区的使用.将临界互溶温度拟合为蓖麻油质量分数的函数,可供选择合适的DME发动机燃料润滑改进剂时使用.     

间二氟苯合成工艺的研究

将间苯二胺的冷盐酸溶液缓慢滴加到新制备的亚硝酸钠溶液中,然后加入氟硼酸溶液反应,得到间苯二重氮双氟硼酸盐(收率90%),其适宜的工艺条件为:温度-14～-12℃;盐酸(37%,质量分数)与间苯二胺的摩尔比为12∶1,亚硝酸钠溶液滴加时间为50～70min,间苯二胺与氟硼酸摩尔比为1∶4;然后加入溶剂,进行间苯二重氮双氟硼酸盐的热分解,得间二氟苯,收率达到72.2%.与其他工艺相比,热分解反应容易控制,同时避免了焦化等副反应的进行.图2,参7.     

电除尘器内转炉煤气爆炸与泄爆过程的数值模拟

转炉煤气在回收利用时需要使用电除尘器对其进行除尘处理。针对转炉煤气在混入氧气的情况下极易发生爆炸的特性,在改变初始压强、初始温度、氧气浓度及泄爆阀直径等参数的条件下,对转炉煤气爆炸与泄爆过程中压强、温度等发展特征进行了理论分析及数值计算。结果表明:氧气浓度对爆炸过程的影响最大,向后依次为初始温度、初始压强,温度发展速率高达7.5×10~5K/s,压强发展速率达到123 MPa/s;最大爆炸压强与初始压强呈线性增长的关系,但随初始温度的增加而迅速下降;泄爆过程中,泄爆阀直径越大泄爆效率越高,当直径为1 400 mm时,泄爆时间为1.07 s;综合考虑泄爆阀的泄爆能力和经济性,采用3个直径为1 200 mm的泄爆阀效果最好。数值模拟结果为转炉煤气用电除尘器净化中泄爆阀的设置提供了依据。     

玻璃窗泄爆下室内燃气爆炸荷载规律试验研究

建立了一套野外试验系统,设计了19组试验工况,分别研究了室内燃气浓度、泄爆窗玻璃破坏强度及面积对室内燃气爆炸荷载的影响,得到了玻璃窗泄爆条件下室内燃气爆炸的荷载特性和变化规律。试验研究结果表明：甲烷浓度在7.5%~10.5%时,室内燃气爆炸产生两个压力峰值,并引起声振不稳定燃烧,形成远大于第一个压力峰值的第二压力峰值;甲烷浓度较高时,声振现象不容易出现,只产生一个压力峰值,其大小仅与泄爆口封闭物有关;当甲烷气体浓度为9.5%时,燃气爆炸反应最剧烈,第一个压力峰值和声振压力峰值均为最大;提高泄爆窗玻璃破坏强度,会导致爆炸荷载的第一个压力峰值增大;增加泄爆窗面积,会使第一个压力峰值略微降低,但第二个的声振压力峰值则会大幅降低。研究结果有利于了解玻璃窗泄爆条件下室内燃气爆炸荷载规律和作用机理,并对进一步研究燃气爆炸荷载下结构的动力响应和破坏形态具有实际意义。     

防止硫镓银多晶合成中容器爆炸的研究

通过对硫镓银多晶合成实验过程中容器易发生爆炸的原因进行分析研究，提出了两温区气相输运、温度振荡合成AgGaS2多晶的新方法，即通过分段升温同时旋转合成炉逐步消耗参与反应的硫，然后在高温进行两温区气相输运反应后再进行温度振荡混合反应，减小反应过程中合成管内压力，避免了容器爆炸的发生，获得了高纯单相的AgGaS2多晶原料。     

不同铝粉含量RDX基浇注PBX炸药的慢速烤燃特性研究

通过差式扫描量热法(DSC)测定不同比例Al/RDX浇注PBX炸药的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温,根据Kissinger方程计算了其表观活化能,分析了表观活化能与Al/RDX比例的关系。采用实验室慢速烤燃试验,获取了不同Al/RDX比例配方的响应特性。结果表明,Al/RDX比例与配方表观活化能及慢速烤燃响应特性有关,Al含量为15%时,表观活化能最小,发生慢速烤燃响应的时间最早,但是响应剧烈程度最低。     

注空气采油油井产出气体燃爆特性

注空气采油工艺过程中存在产出气爆炸等安全问题,在分析产出气-空气混合物爆炸体积分数极限主要影响因素的基础上,利用Le Chatlier公式和图版计算混合物的爆炸体积分数极限,估算临界氧含量,采用圆柱状爆炸容器,在20～90 ℃、0.2～1.2 MPa下对产出气-空气混合物进行燃爆特性试验,确定爆炸体积分数极限范围、临界氧含量及爆炸区域,制定油井氧含量的安全标准.结果表明:可燃产出气的爆炸体积分数极限和临界氧含量受温度、压力、氧含量、点火能量、位置和惰性气体等因素的影响;爆炸范围随温度、压力和氧含量的升高而变宽,危险性增大;临界氧含量随温度、压力的升高而降低;高温高压模拟工况条件下,爆炸范围和氧含量随惰性气体体积分数的增加迅速减小,惰性气体体积分数和氧含量对爆炸体积分数下限影响较小,而对体积分数上限影响很大.     

La0.8K0.2MnO3催化去除NOx和碳烟反应的研究

利用程序升温反应技术(TPR)详细考察了在La0.8K0.2MnO3催化作用下,反应气体流量、反应气中碳烟质量分数和氧体积分数变化对NOx和碳烟氧化还原反应的影响.研究结果表明,反应气体流量越低、碳烟质量分数越高,越有利于反应进行.当流量由100 mL/min减小至40 mL/min时,碳烟的起燃温度和最大燃烧温度会降低大约50℃,NOx转化为N2的最大效率则从9.7%升至19.1%;碳烟质量分数的改变对碳烟的燃烧温度基本没有影响,但NOx转化为N2的效率随着碳烟质量分数的增加而显著增加,碳烟质量分数由3%增至18%时,NOx转化为N2的最大效率从8.4%升至27.3%;氧体积分数改变对催化反应有两方面影响,氧体积分数增加能促进碳烟的燃烧,但对NOx还原有一定程度的抑制作用,当氧体积分数由2%变为5%时,碳烟的起燃温度和最大燃烧温度分别从330℃和405℃降低了30℃,NOx转化为N2的最大效率从14.5%降至11.2%.     

鞍钢集团公司重型机械有限责任公司“2·20”喷爆事故

事故概况2012年2月20日,鞍钢重型机械有限责任公司铸钢厂铸造车间,在浇注一大型钢件接近结束时,砂型型腔发生喷爆事故。事故造成13人死亡,17人受伤,其中6人重伤。发生爆炸时,钢水温度超过1400摄氏度,爆炸现场十分惨烈。     

丙烯酰胺改性甲壳素聚电解质的流变性质研究

研究了丙烯酰胺改性甲壳素(AMC)聚电解质溶液的流变学性质.结果表明,AMC水溶液的线性粘弹流体应变范围为0～25%,溶液由粘性流体向弹性流体转变的临界质量分数为3 wt%.AMC水溶液在极低质量分数时溶液呈现出牛顿流体行为,随着质量分数的增加,AMC水溶液逐渐向假塑性流体行为转变.外加盐的物质的量浓度在高剪切速率区对AMC溶液的稳态流动行为影响较小,在低速率区,物质的量浓度为0.2 mol/L和0.6 mol/L的NaCl会增加AMC溶液的表观粘度.频率扫描和温度扫描结果显示,随着AMC溶液质量分数的增加,储能模量(G′)、损耗模量(G″)的交点逐渐向低频区移动,3 wt%、4 wt%的AMC水溶液的凝胶转变温度分别为20℃和30℃.     

不同铝粉含量黑索今基浇注高聚物黏结炸药的慢速烤燃特性

通过差式扫描量热法(DSC)测定不同比例Al/RDX浇注高聚物黏结炸药(PBX)的热分解过程,分别获得不同升温速率下的热分解峰温,根据Kissinger方程计算了其表观活化能,分析了表观活化能与Al/RDX比例的关系。采用实验室慢速烤燃试验,获取了不同Al/RDX比例配方的响应特性。结果表明,Al/RDX比例与配方表观活化能及慢速烤燃响应特性有关,Al含量为15%时,表观活化能最小,发生慢速烤燃响应的时间最早,但是响应剧烈程度最低。     

传爆药超压峰值理论计算公式优化研究

为优化传爆药超压峰值理论计算方法,通过空中爆炸试验研究了不同密度的半球型及圆柱型钝化RDX及TATB传爆药的冲击波超压峰值,并在试验的基础上进行数值仿真研究,结果表明：TATB传爆药由于实际爆轰过程未能达到理想反应情况,导致密度/药量增加不足以抵消炸药未完全反应所带来的能量释放损失,使其在密度较大的装药条件下,超压峰值不增反减;钝化RDX传爆药随着密度/药量增加,其冲击波超压峰值逐渐增长。结合试验和经过可靠性验证的数值模拟,选取了多种现有经验公式作为超压峰值预测模型,通过对比研究发现,现有经验公式对传爆药的超压峰值评估不够准确：在评估钝化RDX传爆药时,理论计算结果整体偏高;对于TATB传爆药的估算结果则存在较大误差。最后拟合出了能较好描述两类传爆药爆炸超压峰值的优化经验公式,通过误差计算验证,该公式可以有效进行两类传爆药的超压峰值预测以及威力评估。