HAN基单组元液体推进剂安全特性研究

发布时间：2017-09-07 23:15

  本文关键词：HAN基单组元液体推进剂安全特性研究

  更多相关文章： 单组元液体推进剂 安全性 理化特性 热稳定性 冲击波感度 枪击感度

【摘要】：单组元液体推进剂广泛应用于航空、航天事业中,由于其自身活性较高,对冲击波、温度等外界刺激比较敏感,给这类推进剂的生产、使用、贮存等带来了潜在的危险性。为了对单组元液体推进剂的安全性进行评估,本文对典型的HAN基单组元液体推进剂的基础理化性能、热安全性和感度特性进行研究,主要研究内容如下：利用Miniflash FLP、SYP1001B-Ⅱ燃点试验器、全自动氧弹量热仪分别对单组元液体推进剂的闪点、燃点及燃烧热值进行测试。结果表明,单组元液体推进剂的闪点温度为62.2℃,属于可燃性液体,其火灾危险性类别划分为丙类：燃点和燃烧热值分别为75.5℃和13606.16 J/g。采用DSC、ARC以及慢速加热试验对HAN基单组元液体推进剂的热安全性进行了研究。DSC的实验结果表明,在2 K/min、5 K/min、10 K/min和20 K/min四种升温速率下推进剂的初始热分解温度分别为185.73℃、227.20℃、230.37℃和245.19℃；根据DSC的试验结果,HAN基单组元液体推进剂先经历相变吸热过程,再进行分解放热：利用Kissinger法计算得到热分解活化能为181.80kJ/mok。在ARC实验中,单组元液体推进剂在绝热条件下的初始分解温度为180.58℃,最大温升速率达到0.6237℃/min,绝热温升为227.92℃,最高温度为408.50℃,计算得到其热分解活化能为121.77kJ/mol,自加速热分解温度为130.50C。此外,慢速加热试验结果表明,在环境温度达到131.5℃时,单组元液体推进剂发生剧烈反应,并产生爆燃现象。利用5s延滞期爆发点来评价液体推进剂的热感度,测得爆发点温度为284.6℃,热爆发活化能为115.8 kJ/mol。采用联合国隔板试验和扩大尺寸隔板试验对单组元液体推进剂的冲击波感度进行研究,两组试验结果均表明在冲击波作用下,单组元推进剂不具有整体爆轰的能力。枪击感度测试结果表明子弹在样品中飞行的距离越长,样品越容易发生爆炸,HAN基单组元液体推进剂对子弹撞击作用比较敏感。
【关键词】：单组元液体推进剂 安全性 理化特性 热稳定性 冲击波感度 枪击感度
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V511
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 推进剂热安全性研究11-14
• 1.2.2 推进剂感度研究14-16
• 1.3 本论文研究的工作16-17
• 2 HAN基单组元液体推进剂的理化性能研究17-25
• 2.1 闪点17-19
• 2.1.1 试验方法与原理17-18
• 2.1.2 闪点测试18-19
• 2.1.3 试验结果及其分析19
• 2.2 燃点19-22
• 2.2.1 试验方法19-20
• 2.2.2 燃点测试20-21
• 2.2.3 试验结果及其分析21-22
• 2.3 燃烧热22-24
• 2.3.1 试验方法与原理22
• 2.3.2 燃烧热测试22-23
• 2.3.3 试验结果及其分析23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 HAN基单组元液体推进剂的热安全性研究25-50
• 3.1 HAN基单组元推进剂的DSC测试25-34
• 3.1.1 DSC测试原理25-26
• 3.1.2 热分解动力学分析方法26-30
• 3.1.3 DSC热分析研究30-33
• 3.1.4 DSC热分解动力学分析33-34
• 3.2 HAN基单组元推进剂的ARC测试34-45
• 3.2.1 ARC测试原理34-36
• 3.2.2 ARC测试的动力学计算方法36-40
• 3.2.3 ARC测试热分析研究40-42
• 3.2.4 ARC动力学计算42-43
• 3.2.5 SADT推算43-45
• 3.3 HAN基单组元液体推进剂的慢速加热试验45-49
• 3.3.1 慢烤试验原理45-46
• 3.3.2 慢速加热试验46-47
• 3.3.3 试验结果及分析47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 HAN基单组元液体推进剂的感度特性研究50-63
• 4.1 热感度研究50-53
• 4.1.1 试验方法与原理50-51
• 4.1.2 5s爆发点的测试51-53
• 4.1.3 热爆发活化能的计算53
• 4.1.4 试验结果及分析53
• 4.2 冲击波感度实验53-58
• 4.2.1 联合国隔板试验54-56
• 4.2.2 扩大尺寸隔板试验(EIDS)56-58
• 4.3 枪击感度实验58-62
• 4.3.1 试验设备及材料58
• 4.3.2 试验装置图58-59
• 4.3.3 试验步骤59
• 4.3.4 试验结果及分析59-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5 结论63-65
• 5.1 本论文主要结论63-64
• 5.2 问题与展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-71
• 附录71

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本文编号：810469