A nanoparticle formation model considering layered motion based on an electrical explosion experiment with AI wires

To study the evolution of nanoparticles during Al wire electrical explosion,a nanoparticle formation model that considered layered motion was developed,and an experimental system was set up to carry out electrical explosion experiments using 0.1 mm and 0.2 mm Al wires.The characteristic parameters and evolution process during the formation of nanoparticles were calculated and analyzed.The results show that the maximum velocities of the innermost and outermost layers are about 1200 m·s^-1     

含能空芯球形壳体制备工艺

为扩大液体发射药的使用范围,适应现有武器装备的需要,使液体发射药能应用于现有的各项武器系统中,设计了一种可以用来封装液体发射药的硝化棉基含能空芯球形壳体,以内溶法制备球形发射药为基础,利用双重乳化的原理,使用W/O型Pickering乳化剂活性磷酸钙与O/W型乳化剂羧甲基纤维素钠将含硝化纤维素的乳液乳化成单分散型W/O/W型乳状液,随后蒸发溶剂得到壳体.使用接触角测量仪测量活性磷酸钙三相接触角验证其作为W/O型pickering乳化剂的可行性,使用超景深电子显微系统对其基本形貌和粒径进行表征,使用质量体积法对其堆积密度进行表征.结果表明:活性磷酸钙的三相接触角为121.80°;该壳体内部具有较大的空腔结构,粒径为0.7～1.1 mm,堆积密度为0.1～0.2 g·mL-1,微观上以白色纤维结构为主,且纤维上嵌有白色微粒;羧甲基纤维素钠与活性磷酸钙加入质量比例以1:1～1.25:1,且活性磷酸钙与硝化纤维素加入质量比以0.16:1～0.24:1为宜.     

基于逆向挤出的七孔发射药口模设计

为了探究七孔发射药挤出后偏孔的原因和寻求一种改善发射药的挤出偏孔的解决思路，通过模拟研究发射药挤出时在模具内的流动性掌握偏孔规律使其朝着理想的方向偏孔；根据几何模型建立发射药的内流道模型，以Bird-carreau law模型进行模拟分析，通过正向挤出模拟对挤出形状和尺寸进行了数值预测；然后对挤出过程进行逆向数值模拟设计了口模形状，重点分析了挤出过程的流场分布与压力分布，用设计后的口模模拟正向挤出，从理论上验证了逆向设计口模的可行性。结果表明，相较于压力和剪切速率，流速分布不均是导致发射药挤出偏孔的关键因素之一；发射药在模具挤出时，根据模具入口处截面的速度分布可以看到药料入口处的流速分布是不同的，靠近壁面处流速低，模针与模针之间流速高，最大流速约为最小流速的1.5倍；离开模具后大部分区域流速变小，其中流速快的部分因为流速降低导致面积增加，流速慢的区域因为流速增大导致面积减小，速度的重新分配引起自由表面的挤出变形；逆向挤出模拟可以对发射药的挤出偏孔提供补偿作用，并对逆向设计的口模形状进行了挤出验证，其挤出物的孔形与之前相比更为规整。因此通过逆向挤出设计口模形状有望提高发射药挤出的良品率。     

片状变燃速发射药燃烧性能的数值计算

为研究包覆方式对片状发射药燃烧性能的影响,建立了不同包覆方式下多层片状发射药的物理模型,并推导了形状函数和燃气生成猛度表达式,利用Matlab软件对不同的宽厚比、长厚比及多层结构的片状发射药进行了数值计算;制备了不同长厚比的片状变燃速发射药,并进行了密闭爆发器实验。结果表明,四面包覆和全包覆可以很好地消除临界宽厚比对片状发射药燃烧性能的影响;与两面包覆的片状发射药相比,四面包覆和全包覆的片状发射药能够延缓内层药减面燃烧的时间,其燃气生成猛度的阶跃程度分别提高了1.17%和1.23%,呈现出良好的燃烧渐增性。     

反相乳液聚合制备高相对分子质量和高阳离子度的聚丙烯酰胺

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,采用反相乳液聚合制备了高相对分子质量和高阳离子度的聚丙烯酰胺(P(AM-DAC);考察了乳化剂和引发剂的种类,乳化剂、引发剂、AM和阳离子单体DAC用量,乳化剂亲水亲油平衡值(HLB)对P(AM-DAC)的特性黏数的影响。实验结果表明,含脂肪醇聚氧乙烯醚(MOA)-3/MOA-9复合乳化剂的乳液体系稳定性最好,偶氮二异丁基脒盐酸盐(V-50)的引发效果最好。采用正交实验确定了最佳合成条件:MOA-3/MOA-9复合乳化剂质量分数(基于反应体系的总质量)和HLB值分别为4.8%和8.6、AM和DAC的总质量分数为40%(基于反应体系的总质量)、V-50质量分数为0.09%(基于单体的总质量)、DAC摩尔分数55%(基于单体总的物质的量)。在最佳合成条件下合成的P(AM-DAC)的特性黏数最大(1378.7 mL/g),对含聚污水的絮凝效果好。     

乳化沥青选择性堵水研究

为海上某高渗油田研制一种具有破乳可控性的乳化沥青选择性堵剂。通过对体系中乳化剂加量的改变可将体系在地层条件下的破乳时间控制在12～48h之间;运用单岩心物理模拟实验,考察了堵剂对不同渗透率地层的封堵率均大于92%,同时具有较强的耐冲刷性;经过平行双岩心填砂管实验对堵剂体系的选择性堵水研究表明:乳化沥青堵水剂对油相封堵率为6.2%。     

基于人工鱼群算法的加农炮内弹道参数优化研究

基于100 mm加农炮经典内弹道数学模型,以最大膛压及初速的计算值与靶场射击试验值的平均相对误差为目标函数,以燃速系数和燃速指数作为拟优化的参数,运用人工鱼群算法对加农炮内弹道参数进行了参数优化研究。结果表明,人工鱼群算法对初值要求不高,容许范围大,且收敛速度快,全局寻优能力强,计算得到的目标函数值不超过0.1%。将优化后的参数应用到加农炮内弹道计算中,其计算结果与靶场试验结果相对于参数优化前误差进一步减小,其中参数优化后速度的误差仅为0.017%,优化后计算值与靶场试验值吻合得较好,因此可以将人工鱼群算法作为加农炮内弹道参数优化的一种有效方法。     

不同黑索金含量的双基发射药膨胀系数的研究

为了研究黑索金(RDX)含量对双基发射药膨胀系数的影响,制备了质量分数分别为10%、20%和30%的含RDX的双基片状发射药,采用TMA静态热机分析仪方法,对含RDX的双基发射药的膨胀系数及其玻璃化温度进行研究。结果表明:(1)随着单层双基药片中RDX含量的增加,其膨胀系数减小,有利于保持单层双基药片药型尺寸的精确性;(2)叠层双基药片的膨胀系数随着RDX含量的增加而减小,同时小于单层双基药片的膨胀系数;(3)单层双基药片玻璃化温度随RDX含量的增加而升高,其使用时适应的温度范围更广。     

阳离子乳化沥青选择性堵水室内研究

研制了一种具有高选择性封堵性能的阳离子乳化沥青堵剂SW-1.单岩心和双并联岩心驱替实验表明：SW-1能选择性进入水层,堵水率为97.8％,封堵强度达2.8 MPa/m,耐冲刷性好;而仅使油相渗透率下降8.9％,对油层伤害较小,具有较高的选择性封堵能力.     

球形变燃速发射药的燃气生成规律

通过建立该类药型气体生成猛度与已燃发射药质量分数的理论表达式,对影响球形变燃速发射药的燃气生成规律进行理论分析。在服从几何燃烧定律的条件下,以球形变燃速发射药的初始药形尺寸以及内外层燃速比k、密度比y为基本变量,推导出球形变燃速发射药的表达式。在取值相同的情况下,根据药型和形状函数分别进行了计算和分析,得到了球形变燃速发射药的计算曲线。计算结果表明:适当调节发射药的初始药形尺寸及内外层药的燃速比k、密度比y的值时,可控制球形变燃速发射药的能量释放规律。当内外层燃烧比增加3倍时,气体生成猛度最大值增加约为2.2倍。