黑索金—乙烯—空气混合物燃爆特性研究

发布时间：2020-10-17 09:16

　　 本文主要研究黑索金(RDX)颗粒分散在乙烯-空气(ethylene-air)中所形成的特殊混合物的燃爆特性、扩散时间对可燃气体燃爆参数的影响,为多相爆轰的爆轰波形成、传播、爆轰波结构等机理研究提供基础数据,并为国防、民爆、石化行业的工业灾害事故的预防、控制,及军事领域相关应用提出参考依据。利用大型激波管,测得不同扩散时间下,乙烯-空气混合物的燃爆压力和速度,及不同乙烯、RDX浓度的黑索金-乙烯-空气混合物的燃爆压力和速度、胞格尺寸、临界起爆能量。主要结论如下：1.在五个不同的自然扩散时间下,测得三个浓度的乙烯-空气混合物的燃爆参数,随着扩散时间的增加,变化趋于平缓；4.00vp1.%乙烯-空气混合物在当前实验条件下未能爆轰；四个浓度的乙烯-空气混合物的爆压和爆速实测值分别为CJ理论值的90%、92%；2.粉尘浓度为284 g/m3.474 g/m3的黑索金-空气混合物在给定两个起爆能量下均未爆轰；对于黑索金-4.00vp1.%乙烯-空气混合物,在0.75 MJ/m2的起爆能量下,当粉尘浓度由0 g/m3增至189 g/m3,多相混合物的燃爆压力和速度有明显下降,粉尘浓度增至284 g/m3、474 g/m3时,由于RDX和乙烯的协同作用使得多相混合物达到爆轰,但是粉尘浓度为379 g/m3的多相混合物未能被直接起爆；增加起爆能量至1.31 MJ/m2,粉尘浓度为189 g/m3-474 g/m3的多相混合物均达到爆轰；3.在0.75 MJ/m2的起爆能量下,近乙烯化学当量比(φ=0.914、1.023)的黑索金-乙烯-空气混合物的爆压随着粉尘浓度增大有明显的上升,但爆速的上升趋势不甚明显。对于较大乙烯当量比(φ=1.123、1.397)的黑索金-乙烯-空气混合物,粉尘浓度为94g/m3～284 g/m3时,黑索金-8.89vp1.%乙烯-空气混合物的爆压较黑索金-7.27vp1.%乙烯-空气混合物的小；当粉尘浓度增至379 g/m3、474g/m3,结果相反；4.借助烟熏技术,采集到四个远乙烯爆炸极限浓度下、不同粉尘浓度的黑索金-乙烯-空气混合物的爆轰波胞格；本文测得初始压力为0.25 MPa的乙烯-空气混合物胞格尺寸较初始压力为0.1 MPa的文献值小,胞格尺寸处于8mm～16 mm,长宽比约为1.5；多相混合物的胞格尺寸与RDX粉尘浓度为“U”形变化关系,且胞格尺寸最小点出现在粉尘浓度为189g/m3或284g/m3处,多相混合物的胞格尺寸处于5 mm-12 mm,长宽比约为1.2；5.在直接起爆条件下,黑索金-4.00vp1.%乙烯-空气混合物的临界起爆能量,随RDX粉尘浓度变化并非严格意义上的“U”形关系；通过表面积能量模型,计算粉尘浓度为284 g/m3的黑索金-4.00vp1.%乙烯-空气、6.00vo1.%乙烯-空气混合物的临界起爆能量,与实验值相比较,较为吻合。提出黑索金-乙烯-空气混合物的燃爆机理,并作初步探讨。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TQ560.1
【部分图文】：

每间隔３５０?ｍｍ对称的分布有３２个喷粉装置；在激波管管壁上每间隔５００ｍｍ设置有若??干测量孔，用Ｗ安装压力传感器、热电偶等测量装置。激波管实验系统示意图和实物图??如图２．１所示。?＇??８?，??

ｙｇ－?＝?＾?２．２．４点火及同步控制系统?＿??实验中采化下端高能炸药强起爆方式，实验中起爆源是１发８＃电雷管（１Ｄ，能量为５９４５．３?Ｊ）加若干塑性炸药（Ｃ４，输出能量为５８６０?Ｊ／ｇ）。通过改变塑性炸药改变起爆能量，计算公式：??丘！？＝日９化．３?＋?５８６０?．?Ｗ?（式中；ｒ为塑性炸药的质量，ｇ；?＆为输出能量Ｊ。??因实验用激波管内径远大于气相爆轰胞格尺寸，可采用平面起爆能，计算公式Ｃ?＿?５９４日．３＋５８６０．Ｗ?＾－而－?７ＴＸ０．１２?（式中：￡■〇＜为平面起爆能，Ｊ／ｍ２，?Ｒ为激波管内半径，Ｏ．ｌｍ。??南京理工大学自主设计的ＤＨＹ－６点火延时器可实现电磁阀开闲和点火两个动序的精准控制，ＤＨＹ－６点火延时器实物如图２．４所示。该点火延时器控制电磁阀延时一定时间后引爆雷管。延时器包含：电磁阀及雷管起爆器工作时间设定器、雷爆电源和驱动电磁阀及雷管起爆器的控制开关电路。??

黑索金？乙娇－空气混合物燃巧巧巧研究??实验所用压电传感器由江苏联能电子技术有限公司提供，型号为ＣＹ－ＹＤ－２０３，其实??物如图２．７?（ａ），实验中共设置６个压力测点，分别位于图２．１中２＃、３＃、４＃、５＃、６＃、??７＃位置处，距离爆源距离依次为１．３ｍ、１．８ｍ、２．３ｍ、２．８ｍ、３．３ｍ、３．８ｍ。传感器主??要参数：外型尺寸刺〇ｘ２１ｍｍ；灵敏度－１０ＰＣ／１０５Ｐａ；线性度＜１％Ｆ‘Ｓ；绝缘邮趁ｌＯ３化??测量范围０－６０?ａｔｍ；工作温度－４０？１５０?’Ｃ；过载能力１５０％。此传感器具有较高的电荷??灵敏度，线性误差小，温度系数小，频率范围极宽，工作寿命长，无源等优点。??（２）
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 周凯元,李宗芬;丙烷-空气爆燃波的火焰面在直管道中的加速运动[J];爆炸与冲击;2000年02期

2 韩惠霖;;激波管的发展和应用[J];浙江大学学报;1980年03期

相关博士学位论文 前1条

1 丁以斌;锆粉云火焰传播特性的实验研究[D];中国科学技术大学;2010年

相关硕士学位论文 前3条

1 郑大高;密闭空间粉尘爆炸特性的实验研究与泄放计算[D];大连理工大学;2005年

2 薄涛;可燃粉尘在激波诱导下的爆炸指数研究[D];中北大学;2009年

3 李迪;铝粉爆炸泄放特性及二次爆炸现象实验研究[D];大连理工大学;2012年

本文编号：2844589