硅系延期药燃烧界面特性的研究
发布时间：2020-10-18 00:31
本文以Pb_3O_4/Si系延期药为基础,通过建立高速摄影系统对延期药燃烧界面管内传播过程进行了动态研究,利用激光纹影技术与图像技术相结合对延期药管口喷火火焰特性进行了解析,并通过改变添加剂种类、混药方式及装药直径等条件对影响延期药燃烧界面稳定性的一系列因素进行了探究,获得如下结论:(1)延期药管内燃烧界面特性的研究表明:延期药管内燃烧过程可分为点火阶段、稳定燃烧阶段、喷火阶段。其中点火阶段及喷火阶段是影响延期药延期精度的重要因素。其中点火阶段中存在一个从激发后的燃烧点到逐渐成长为燃烧界面的成长过程。稳定燃烧阶段的燃烧界面普遍存在一个或多个燃烧界面逐渐变亮变厚的过程,根据燃烧界面的位移曲线发现在这一过程里伴随着数个脉动燃烧现象。在延期药发火阶段,燃烧界面存在一个界面后退现象,经分析这一现象与脉动燃烧现象作用机理相同,为内部燃烧压力所致。(2)延期药管口喷火火焰特性的研究表明:延期药二次喷火现象的火焰流场存在湍流现象,两次发火速度不同,且这一现象与管内燃烧发火阶段出现的燃烧界面后退现象相对应,通过设置开缝结构有效消除了二次喷火现象。证明了二次喷火现象由内部燃烧压力所致的作用机理。(3)延期药燃烧界面稳定性的影响因素研究表明:通过加入Se、Sb_2S_3两种燃速调节剂可有效减缓延期药燃烧速度,此外可有效改善燃烧界面的稳定性,降低药剂的脉动燃烧现象。通过研究添加有AM-1延期药的燃烧过程,进一步阐述了延期药脉动燃烧机理,发现造成这一现象的原因是燃烧产生的高压气体对界面前后未燃药剂及燃烧产物形成一定作用力,随压力增加燃烧速度瞬间增大并将后方燃烧产物沿燃烧传播反方向推动,随裂隙增大压力减小,燃速随即下降。此外,利用湿混方式混药及在一定范围内减小装药直径均可有效改善燃烧界面稳定性、药剂脉动燃烧现象。图[34]表[4]参[50]
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ560.1
【部分图文】：
第 2 章 延期药研究理论基础的延期精度，在生产使用过程中人们普遍追求延期药的稳定燃烧。(3)喷火阶段：即延期药经历管内燃烧后，燃烧界面至喷火端口处通过喷式向下一序列传递能量的过程。综上所述，延期体燃烧的这三个阶段之间是紧密相接的，因而具有有效的燃烧性能的延期药是延期体稳定燃烧的前提条件。.3 延期药燃烧传播模型延期药稳定燃烧时，主反应以固-固相反应为主，此时延期药的燃烧界面垂直于延期药柱轴向的平行层，且燃烧界面遵循一维燃烧规律沿药柱轴向推进。根据延期药的燃烧界面温度特性可将延期药柱附近区域分为三个：、反应区和燃烧产物区[28]。延期药稳定燃烧温度分布如图 2.2 分布所示。
研究人员发现在燃烧过程中随燃烧界面于管内相前传播，界面呈现忽线性脉动燃烧特性。国内外学者们认为这种现象较为准确的反映出延程的不稳定情况，称此现象为“脉动燃烧”或“震荡燃烧”。根据分此现象的原因是，药剂燃烧过程中产生的气体压力波增大了药剂间的一定的断面或间隙，这中间隙严重影响延期药燃烧界面向下传播所需及积累。这一能量积累过程及裂隙不断生成的过程造成了延期药“脉动。此外有学者[35]～[36]对延期药燃烧产物进行实验发现其燃烧后残渣呈现裂”的痕迹。经分析形成这一现象的原因是，当邻近燃烧界面未燃药累至氧化剂热分解温度时，氧化剂发生热分解并形成的大量氧气，高药剂层先行于燃烧界面，此高压气体作用于药剂间的压力大于药剂的从而将此薄层药柱拉断，受药柱约束条件所限，拉断的薄层向延期药反方向推动，因此残渣形成“层状龟裂”。这特性进一步验证延期药”现象，其结构如图 2.2 所示。
进行高速摄影实验探究延期药管内燃烧界面稳定性的影响因素。3.1 仪器材料及样品制备3.1.1 样品材料与实验仪器实验材料：Pb3O4纯度为 98%，平均粒径 4.32 m ,阿拉丁化学试剂有限公司生产；Si 粉含量大于 99.9%，名义粒度为 5000 目，济南天琴硅业公司生产；AM-1，名义平均粒径为 9.72，由河北 607 化工厂生产；硫化锑含量大于 98%，名义平均粒径为 5.72，阿拉丁化学试剂有限公司生产；乙醇，AR，含量大于 99.7%，阿拉丁化学试剂有限公司生产；有机玻璃管，内径 4.00mm、外径 6.00mm,长度约20.00mm 若干（工厂定制加工）；有机玻璃管，内径 2.00mm、外径 6.00mm、长度约 20.00mm 若干（工厂定制）；铝管内径 2.00mm、外径 6.25mm、长 16.0mm若干（工厂定制）；橡胶塞、雷管壳、导爆管若干。
【参考文献】
本文编号：2845519
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ560.1
【部分图文】：
第 2 章 延期药研究理论基础的延期精度，在生产使用过程中人们普遍追求延期药的稳定燃烧。(3)喷火阶段：即延期药经历管内燃烧后，燃烧界面至喷火端口处通过喷式向下一序列传递能量的过程。综上所述，延期体燃烧的这三个阶段之间是紧密相接的，因而具有有效的燃烧性能的延期药是延期体稳定燃烧的前提条件。.3 延期药燃烧传播模型延期药稳定燃烧时，主反应以固-固相反应为主，此时延期药的燃烧界面垂直于延期药柱轴向的平行层，且燃烧界面遵循一维燃烧规律沿药柱轴向推进。根据延期药的燃烧界面温度特性可将延期药柱附近区域分为三个：、反应区和燃烧产物区[28]。延期药稳定燃烧温度分布如图 2.2 分布所示。
研究人员发现在燃烧过程中随燃烧界面于管内相前传播，界面呈现忽线性脉动燃烧特性。国内外学者们认为这种现象较为准确的反映出延程的不稳定情况，称此现象为“脉动燃烧”或“震荡燃烧”。根据分此现象的原因是，药剂燃烧过程中产生的气体压力波增大了药剂间的一定的断面或间隙，这中间隙严重影响延期药燃烧界面向下传播所需及积累。这一能量积累过程及裂隙不断生成的过程造成了延期药“脉动。此外有学者[35]～[36]对延期药燃烧产物进行实验发现其燃烧后残渣呈现裂”的痕迹。经分析形成这一现象的原因是，当邻近燃烧界面未燃药累至氧化剂热分解温度时，氧化剂发生热分解并形成的大量氧气，高药剂层先行于燃烧界面，此高压气体作用于药剂间的压力大于药剂的从而将此薄层药柱拉断，受药柱约束条件所限，拉断的薄层向延期药反方向推动，因此残渣形成“层状龟裂”。这特性进一步验证延期药”现象，其结构如图 2.2 所示。
进行高速摄影实验探究延期药管内燃烧界面稳定性的影响因素。3.1 仪器材料及样品制备3.1.1 样品材料与实验仪器实验材料：Pb3O4纯度为 98%，平均粒径 4.32 m ,阿拉丁化学试剂有限公司生产；Si 粉含量大于 99.9%，名义粒度为 5000 目，济南天琴硅业公司生产；AM-1，名义平均粒径为 9.72，由河北 607 化工厂生产；硫化锑含量大于 98%，名义平均粒径为 5.72，阿拉丁化学试剂有限公司生产；乙醇，AR，含量大于 99.7%，阿拉丁化学试剂有限公司生产；有机玻璃管，内径 4.00mm、外径 6.00mm,长度约20.00mm 若干（工厂定制加工）；有机玻璃管，内径 2.00mm、外径 6.00mm、长度约 20.00mm 若干（工厂定制）；铝管内径 2.00mm、外径 6.25mm、长 16.0mm若干（工厂定制）；橡胶塞、雷管壳、导爆管若干。
【参考文献】
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3 刘华宁;郑宇;李文彬;张庆;姚文进;刘桂峰;;基于高速摄影技术的速度测量方法[J];兵工自动化;2014年11期
4 颜事龙;张涵;何杰;韩体飞;;铅丹-硅系延期药贮存中的化学反应机理[J];火炸药学报;2014年02期
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本文编号：2845519
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