基于CE/SE方法的热环境中炸药复杂响应过程研究
发布时间：2021-08-05 02:37
炸药的爆轰性能及其安全性是武器系统安全评估中需要考虑的重要指标,影响炸药安全性的因素有冲击、热刺激、静电、光刺激等。炸药在受到外部热刺激时可能发生系列复杂的响应,如热分解、点火、燃烧、燃烧转爆轰等,其中最严重的结果就是发生爆轰,会造成人员、财产不可弥补的重大损失。因此,研究热环境中炸药的复杂响应过程对炸药热安全性的评估具有重要意义。本文对热环境中炸药的热分解、点火、燃烧以及燃烧向爆轰的转变过程进行数值模拟研究,主要研究工作如下：1)热环境条件下一维燃烧转爆轰过程分析采用一维CE/SE方法程序对炸药受热点火到稳定爆轰形成的过程进行模拟,分析缓慢燃烧阶段、剧烈燃烧阶段、爆轰增长阶段和稳定爆轰阶段物理量的变化特征。提出一个与物理量相关的稳定爆轰形成的判据：当压力、密度、温度、速度等物理量在同一时刻达到峰值,即形成了稳定的爆轰过程。2)热环境中炸药响应过程的物理描述对热环境中炸药的复杂响应过程进行物理描述,将含有炸药的装置简化为二维平面或二维轴对称的几何构型,分为点火前和点火后两个阶段描述。点火前阶段,在一定的边界条件下采用Arrhenius反应率和二维热传导方程描述炸药的热分解放热过程。对点...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＯＤＴＸ实验装置图??
目前常用的Ｃｏｏｋｏｆｆ实验装置主要有ＳＣＢ装置和ＴＮＯ装置。ＳＣＢ?（ｓｍａＵ－ｓｃａｌｅ??ｃｏｏｋｏｆｆ?ｂｏｍｂ）装置是美国ＭＲＬ实验室的Ｐａｒｋｅｒ于１９８４年设计的小型Ｃｏｏｋｏｆｆ实验装??置，装置的结构如图１．２所示目前己有很多学者利用类似的装置进行小装量炸药的??Ｃｏｏｋｏｆｆ实验，不同实验中炸药的种类、尺寸、顶盖的设计和加热条件等有所不同??ＴＮＯ装置是荷兰ＴＮＯ实验室的Ｓｃｈｏｌｔｅｓ等人１９９４年结合ＯＤＴＸ实验和ＳＣＢ装置的特??点而设计的，采用与ＯＤＴＸ类似的试管和与ＳＣＢ类似的加热装置，通过电控系统精确??控制温度和加热速度，装置的结构如图１．３所示ｔＷ。与ＴＮＯ类似的实验装置有英国的??Ｂａｉｌ巧等［巧、美国?Ｓａｎｄｉａ?的?Ｂａｅｒ?等［口］、ＮＡＶＳＥＡ?的?Ｓａｎｄｕｓｋｙ?和?Ｃｈａｍｂｅｒｓ?等［１４块用的??实验系统，及美国?Ｎａｖａｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ?Ｗａｒｆａｒｅ?Ｃｅｎｔｅｒ?的?ＶＣＣＴ?（ｖａｒｉａｂｌｅ?ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ?ｃｏｏｋｏｆｆ??ｔｅｓｔ）系统＂５］。???ｍ?ｉ?热屯巧??瞧麵二／ｉｒｎ則ｒ。??Ｉ?ｊ?＾＾＾！谷＾巧化則＼?Ｉ誦巧‘巧??Ｔ?図?．?図??Ｉ?ｉ??图１．２?ＳＣＢ装置结构示意图?图１．３?ＴＮＯ装置结构示意图??上述Ｃｏｏｋｏｆｆ实验只给出炸药的点火温度及时间等信息，为了对炸药响应过程进行??深入的认识
等进行了?ＰＢＸ９５０１炸药的热爆炸闪光照相实验，实验装置由两个圆柱形铅空腔合成一??个封闭的空间，内装两块圆柱形炸药，在端盖附近留有空高，供炸药在相变时膨胀，如??图１．５所示，装置安装在ＬＬＮＬ的Ｈｙ血ａ闪光照相系统中，通过观察容器的变形来评估??炸药发生爆炸时的压力ｐｓｉ。可视化实验结果引起了人们对炸药受热点火前的力学性能变??化和损伤状态的关注ＰＷＷ。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]HMX炸药燃烧转爆轰数值模拟[J]. 董贺飞,赵艳红,洪滔. 高压物理学报. 2012(06)
[2]CE/SE方法数值模拟炸药粉尘爆轰[J]. 董贺飞,洪滔,张晓立. 计算物理. 2012(04)
[3]高密度B炸药的燃烧转爆轰实验研究[J]. 文尚刚,王胜强,黄文斌,赵锋,王世英,饶保学. 爆炸与冲击. 2007(06)
[4]基于时空守恒元和解元法的爆震流场数值模拟[J]. 曾昊,何立明,陈永刚. 弹箭与制导学报. 2007(04)
[5]粉状乳化炸药燃烧转爆轰实验研究与数值模拟[J]. 宋锦泉,汪旭光,段宝福. 爆破器材. 2006(06)
[6]密度对压装B炸药燃烧转爆轰性能的影响[J]. 文尚刚,王胜强,黄文斌,赵锋,王世英,姚保学. 火炸药学报. 2006(05)
[7]高能固体推进剂燃烧转爆轰的数值模拟[J]. 秦根成,侯晓,陈林泉,何景轩. 固体火箭技术. 2006(03)
[8]固体推进剂的慢速烤燃行为与热分解特性的关系研究[J]. 陈中娥,唐承志,赵孝彬. 含能材料. 2005(06)
[9]炸药装药尺寸对慢速烤燃响应的研究[J]. 冯晓军,王晓峰,韩助龙. 爆炸与冲击. 2005(03)
[10]RDX炸药热烤（Cook-off）实验及数值模拟[J]. 冯长根,张蕊,陈朗. 含能材料. 2004(04)
本文编号：3322890
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：114 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＯＤＴＸ实验装置图??
目前常用的Ｃｏｏｋｏｆｆ实验装置主要有ＳＣＢ装置和ＴＮＯ装置。ＳＣＢ?（ｓｍａＵ－ｓｃａｌｅ??ｃｏｏｋｏｆｆ?ｂｏｍｂ）装置是美国ＭＲＬ实验室的Ｐａｒｋｅｒ于１９８４年设计的小型Ｃｏｏｋｏｆｆ实验装??置，装置的结构如图１．２所示目前己有很多学者利用类似的装置进行小装量炸药的??Ｃｏｏｋｏｆｆ实验，不同实验中炸药的种类、尺寸、顶盖的设计和加热条件等有所不同??ＴＮＯ装置是荷兰ＴＮＯ实验室的Ｓｃｈｏｌｔｅｓ等人１９９４年结合ＯＤＴＸ实验和ＳＣＢ装置的特??点而设计的，采用与ＯＤＴＸ类似的试管和与ＳＣＢ类似的加热装置，通过电控系统精确??控制温度和加热速度，装置的结构如图１．３所示ｔＷ。与ＴＮＯ类似的实验装置有英国的??Ｂａｉｌ巧等［巧、美国?Ｓａｎｄｉａ?的?Ｂａｅｒ?等［口］、ＮＡＶＳＥＡ?的?Ｓａｎｄｕｓｋｙ?和?Ｃｈａｍｂｅｒｓ?等［１４块用的??实验系统，及美国?Ｎａｖａｌ?Ｓｕｒｆａｃｅ?Ｗａｒｆａｒｅ?Ｃｅｎｔｅｒ?的?ＶＣＣＴ?（ｖａｒｉａｂｌｅ?ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ?ｃｏｏｋｏｆｆ??ｔｅｓｔ）系统＂５］。???ｍ?ｉ?热屯巧??瞧麵二／ｉｒｎ則ｒ。??Ｉ?ｊ?＾＾＾！谷＾巧化則＼?Ｉ誦巧‘巧??Ｔ?図?．?図??Ｉ?ｉ??图１．２?ＳＣＢ装置结构示意图?图１．３?ＴＮＯ装置结构示意图??上述Ｃｏｏｋｏｆｆ实验只给出炸药的点火温度及时间等信息，为了对炸药响应过程进行??深入的认识
等进行了?ＰＢＸ９５０１炸药的热爆炸闪光照相实验，实验装置由两个圆柱形铅空腔合成一??个封闭的空间，内装两块圆柱形炸药，在端盖附近留有空高，供炸药在相变时膨胀，如??图１．５所示，装置安装在ＬＬＮＬ的Ｈｙ血ａ闪光照相系统中，通过观察容器的变形来评估??炸药发生爆炸时的压力ｐｓｉ。可视化实验结果引起了人们对炸药受热点火前的力学性能变??化和损伤状态的关注ＰＷＷ。??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]HMX炸药燃烧转爆轰数值模拟[J]. 董贺飞,赵艳红,洪滔. 高压物理学报. 2012(06)
[2]CE/SE方法数值模拟炸药粉尘爆轰[J]. 董贺飞,洪滔,张晓立. 计算物理. 2012(04)
[3]高密度B炸药的燃烧转爆轰实验研究[J]. 文尚刚,王胜强,黄文斌,赵锋,王世英,饶保学. 爆炸与冲击. 2007(06)
[4]基于时空守恒元和解元法的爆震流场数值模拟[J]. 曾昊,何立明,陈永刚. 弹箭与制导学报. 2007(04)
[5]粉状乳化炸药燃烧转爆轰实验研究与数值模拟[J]. 宋锦泉,汪旭光,段宝福. 爆破器材. 2006(06)
[6]密度对压装B炸药燃烧转爆轰性能的影响[J]. 文尚刚,王胜强,黄文斌,赵锋,王世英,姚保学. 火炸药学报. 2006(05)
[7]高能固体推进剂燃烧转爆轰的数值模拟[J]. 秦根成,侯晓,陈林泉,何景轩. 固体火箭技术. 2006(03)
[8]固体推进剂的慢速烤燃行为与热分解特性的关系研究[J]. 陈中娥,唐承志,赵孝彬. 含能材料. 2005(06)
[9]炸药装药尺寸对慢速烤燃响应的研究[J]. 冯晓军,王晓峰,韩助龙. 爆炸与冲击. 2005(03)
[10]RDX炸药热烤（Cook-off）实验及数值模拟[J]. 冯长根,张蕊,陈朗. 含能材料. 2004(04)
本文编号：3322890
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