燃料空气炸药近区抛散过程的研究

　Aim　To study fuel dispersion in fuel air explosive(FAE) and computational ways of fuel dispersion velocity in the near area. Methods The dispersion process of fuel in FAE was analyzed by the use of results measured with KODAK EKTAPRO EM Motion Analyzer and setting up mechanical models. Results Computational methods for fuel dispersion velocity in the acceleration stage is given and taken as a base for the study of fuel dispersion in the intermediate and the far area. Conclusion When the fuel flow velocity is higher than that of the explosion gas in the center cavity, the fuel divides with the explosion gas and its velocity of flow reaches a maximum. The acceleration stage ends at that time. The fuel dispersion velocity at this time is the initial conditions for numeral analyses of dispersion process in the intermediate and far areas.     

典型工业炸药爆炸灾害效应的数值模拟

为了评价典型工业炸药在空气中发生意外爆炸产生的灾害效应,利用非线性动力学软件AUTODYN,炸药产物选用JWL状态方程,分析1 kg铵油炸药、乳化炸药、2号岩石炸药在空气自由场中爆炸冲击波的传播特性和温度场分布情况,并与TNT炸药进行对比分析.计算结果表明,冲击波损害效应中,2号岩石炸药与TNT炸药爆炸产生的冲击波峰值相当,乳化炸药次之;温度灾害效应中,岩石炸药的温度峰值最高,铵油炸药温度峰值次之,乳化炸药温度峰值最低.为正确使用工业炸药和矿山安全提供了理论依据.     

发射过程中燃料与壳体的运动特性分析

通过力学分析与计算,探索了燃料空气炸药(FAE)壳体与燃料在发射过程中的相对运动特性,指出了在发射过程中,在距离战斗部顶端一定范围内,壳体与燃料不但会存在相对运动,而且不同层位处的燃料也存在相对运动,这是FAE战斗部在发射过程中的特有现象.研究结果表明,燃料在战斗部中的位置对壳体与燃料之间的相对运动影响较大,而燃料与壳体间的摩擦系数对其影响较小.     

爆炸冲击波对目标的毁伤概率算法研究

针对爆炸冲击波对目标毁伤这一复杂问题进行了合理的简化,研究了冲击波对梁结构的弯曲破坏问题。利用一些实验结果,估计冲击波对目标的机械破坏作用。在综合考虑战斗部装药质量、爆炸点距目标距离、爆炸高度的环境压力、目标几何尺寸以及目标抗冲击载荷能力等各种随机因素的基础上,利用概率论知识,提出了一种新的爆炸冲击波对飞机结构毁伤概率的计算方法。算例分析表明,此方法能够对目标在爆炸冲击波超压作用下的易损性进行评估,且是实际和可行的。     

关于空气预热的燃料节约率

对无烟煤燃烧过程空气预热的燃料节约率进行了热力学分析，结果表明：在空气消耗系数α=1.0-1.3时，空气预热温度每提高100度，燃料节约率提高4．6－5．9％，且α越大预热空气的节能效果越显著。     

舱室结构对炸药内爆响应特性的数值模拟研究

为研究炸药在舰船舱室内爆炸的毁伤作用效果,利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立带有加强筋结构的典型单舱室模型,采用流固耦合算法模拟舱室内爆下冲击波的传播和舱壁的结构响应,分析不同炸药质量与起爆位置对舱室壁的影响.研究表明:在冲击波作用下,舱壁中心相比角隅处的变形更为严重;舱室角隅处容易引起冲击波的汇聚叠加,汇...     

非均质炸药冲击起爆的临界判据研究

本文通过分析炸药内部侧向能量分配对热点能量传播的影响，提出了面积效应系数，纠正了以往判据中的不科学性，得到了更合理的透射冲击波起爆判据，并对透射冲击波起爆过程中爆轰界面的关键参数－－ｐ（ｔ）关系进行了推导。     

可燃气体爆炸对刚壁冲击特性的实验研究

为研究可燃气体爆炸对石油化工设施及建筑结构的冲击荷载特性,利用可燃气体爆轰实验装置,通过乙炔/空气混合气体沿管道爆轰产生的冲击波对实验平台刚壁的冲击实验,分别测得壁面超压时程曲线以及刚壁和爆轰管道的振动加速度时程曲线.通过对超压和振动加速度时程曲线的分析,研究可燃气体爆炸对结构的冲击荷载及其引发结构振动响应的规律.实验...     

空气阴极微生物燃料电池处理模拟酸性矿井水的研究

酸性矿井水因pH值低、重金属离子含量高,难以直接采用硫酸盐还原菌生化处理.试验构建了空气阴极微生物燃料电池系统来处理酸性矿井水,有效处理废水H+和重金属离子,同时还能产电.构建的空气阴极微生物燃料电池系统(污泥量40mL,硫酸盐还原菌30mL,阳极材料为碳布,室温)的最大功率密度达到82.24mW/m2,最大电压为332.2mV;硫酸根的最大去除率达到41.6,对Zn2+、Cu2+、Cd2+和Fe2+的去除率分别达到83.7%、77.4%、84.2%和66.8%,化学需氧量的最大去除率达到60.9%.分析认为,空气阴极微生物燃料电池有效处理废水H+,弱化了H2S的生物抑制作用,强化了硫酸盐还原菌还原产生的S2-与重金属离子生成硫化物,并经能谱分析加以验证.     

Explosive Ferroelectric Power Supply of Flux Compression Generator

Useful electrical pulses of a few hundred kilowatts lasting for several microseconds can be obtained by the depolarization process of PZT95/5 ferroelectric ceramics. In this paper, taking account of the dielectric relaxation, and finite resistance, a new mathematical model of PZT95/5 ferroelectric ceramics subjected to normal-mode shock wave is suggested. Explosive shock wave techniques have also been used to investigate the response of PZT95/5 ferroelectric ceramics with inductive loads in experiments. The predictions from the model have a good agreement with observed results. In addition, an explosive ferroelectric generator composed of explosive shock wave generators, electric units, and additional capacitors is design to power small-size helical flux compression generators. The test results with the maximal output energy of up to 80 J are given and experimental results are also considered.     

煤与瓦斯突出冲击波传播规律研究

应用应力波理论研究了煤与瓦斯突出过程中产生的冲击波在煤体界面上的反射、透射现象,得到了入射、反射和透射超压解析解,根据空气动力学分析了冲击波沿巷道方向传播规律.结果表明：透射超压值为入射超压的两倍,而反射超压值略小于入射超压.冲击波超压与冲击气流、突出的膨胀能量成正比,与通风巷道的截面面积呈反比;当冲击波在单个层状煤体中传播时,它会在其两端自由界面上出现反射,反射波反向卸载,自由面上物体振动速度加倍,又将其撕裂成若干个更薄的层状体;当冲击波传播到构造煤和硬煤岩体的分界面上时,产生了强烈的透射和反射现象,透射波在分界面上叠加,其应力值加倍,煤体受到强烈压缩作用,当其超过软煤强度时,软煤被压裂破坏.     

直喷式柴油机缸内燃空混合过程的计算机模型

本文推出了一个直喷式柴油机缸内燃空混合过程的新模型,该模型提出了燃空混合过程“两个时期、三个阶段”进行计算的新设想,将该模型用于直喷式柴油机缸内污染物生成历程的模拟计算并与实验结果比较表明,该模型是合理的。     

挡墙后爆炸冲击波绕流现象研究

重要建筑通常采用防爆挡墙以防范恐怖主义袭击和意外爆炸。在爆炸冲击下,绕流作用使挡墙墙后的冲击波流场产生变化,导致墙后一定距离处的超压大幅提高,建筑承受比预期更大的荷载。本文用LS-DYNA对近地爆炸下刚性墙后的绕流现象进行了数值模拟,研究了超压时程规律及影响因素。研究发现,距离墙后1.5～2.5倍墙高区域内绕流超压较大,在2倍墙高处出现马赫反应,比无墙时更为危险。研究成果可为重要建筑物防爆挡墙的布置及挡墙后建筑抗爆分析提供参考。     

尿素合成塔爆炸事故的数值模拟研究

针对尿素合成塔爆炸事故及过程分析,采用数值方法对尿素合成塔塔顶部的气相空间爆炸进行模拟,找出冲击波形成、传播规律、强度和进入液相传播的时间差;综合模拟冲击波进入液相传播的时间差和传播速度,计算得到冲击波在液相中位于尿素塔底部的叠加点位置及对应的冲击波叠加压力。结果表明,叠加后冲击波的压力显著增加,其强度足以造成该处筒体破坏,过热液体瞬间气化喷出,从而引发破坏更大的二次爆炸。     

矿井沼气爆炸安全距离的探讨

本文论述了井下发生沼气爆炸时空气冲击波的发生发展过程,以及空气冲击波沿井巷传播的衰减规律。并通过瓦斯爆炸试验和回归分析,得出了井下一定量的沼气在无煤尘参与的条件下发生爆炸时的安全距离。这一安全距离可供修订《煤矿救护规程》和处理事故时参考。     

Numerical Simulation of the Protective Effect of Complex Boundaries Toward Shock Waves in a 3D Explosive Field

A numerical method is presented that simulates 3D explosive field problems.A code MMIC3D using this method can be used to simulate the propagation and reflected effects of all kinds of rigid boundaries to shock waves produced by an explosive source.These numerical results indicate that the code MMIC3Dhas the ability in computing cases such as 3D shock waves produced by air explosion,vortex region of the shock wave,the Mach wave,and ceflected waves behind rigid boundaties.     

障碍物对瓦斯爆炸过程中火焰和爆炸波的影响

对瓦斯爆炸过程中障碍物对火焰和爆炸波的影响进行了试验研究．结果表明,障碍物对瓦斯爆炸过程中产生的火焰和爆炸波具有重要影响．有障碍物存在时,火焰的传播速度将迅速提高,在２０倍长径比处达到最大值,随后逐渐衰减,直至熄灭．原因是障碍物的存在加剧了火焰传播过程中的湍流现象,而湍流又加速了火焰传播．障碍物的存在使爆炸波的传播曲线变化幅度迅速增大,并可能产生突变界面和马赫数Ｍ≥１的情况,即产生激波,从而增大瓦斯爆炸的威力．因此,应尽量减少矿井巷道中的障碍物．     

注装用改性B炸药渗油性的试验研究

通过中大口径榴弹战斗部注装改性B炸药后产生疵病的原因分析、实弹观察、注装过程物理特性及失效分析,参照TNT标准的渗油性试验方法,对原材料特性、制造工艺、长期储存所经历的任务剖面的综合分析及以相关试验为基础确定试验边界条件,提出改性B炸药的渗油性综合比较试验方案并进行检测,依此提出渗油性试验和工艺控制参数,为科学合理的评估注装弹药使用寿命周期提供试验依据.     

瓦斯爆炸过程中爆炸波的结构变化规律

在实验的基础上，研究了管内瓦斯爆炸过程中爆炸波结构变化规律。研究结果表明，管内瓦斯爆炸过程中所产生的爆炸波有两个峰值，第一峰值为爆炸波压力，第二峰值压力为火焰到达后加热气体升压所致。形成激波后，爆炸波两峰值往下游传播越来越靠近，测试结果与爆炸传播理论是相互验证的。