含能固体材料激光点火性能的初步分析

该文建立了含能固体材料激光点火一维数学模型及其数值计算方法,对影响激光点火性能的各个因素进行了初步的分析,得出了一些有益的结论,这将为含能固体材料激光点火性能的试验研究提供补充和指导。     

激光点火中含能材料的起爆特性研究

激光点火作为一项新型的高科技点火技术,凭借其良好的稳定性已逐步被应用到多个领域。在激光点火过程中,含能材料的点燃是最重要的部分,通过物理模型和数学模型,对含能材料在激光作用下的诸多着火特性进行了分析。     

单头部模型燃烧室滑动弧等离子体点火数值仿真研究

针对航空发动机燃烧室内滑动弧等离子体点火的特性,采用数值模拟的方法对航空发动机单头部模型燃烧室进行滑动弧等离子体点火研究,将滑动弧等离子体简化为动态热源,并将滑动弧等离子体点火与电火花点火对比,归纳2种点火方式下燃烧室点火过程中温度分布与火焰演化的规律,总结滑动弧等离子体点火的特性。计算结果表明,电火花点火和滑动弧等离子体点火2种点火方式所能达到的平均温度峰值基本相同。在滑动弧等离子体点火过程中,放电功率为200 W、空气流量为25 m3/h条件下,余气系数为1时,着火延迟时间为224.6 ms;余气系数为2时,着火延迟时间为324.9 ms;余气系数为4时,着火延迟时间为878.7 ms。另外,在放电功率为200 W、余气系数为1的条件下,当空气流量为15 m3/h时,着火延迟时间为194.8 ms;空气流量为35 m3/h时,着火延迟时间为298.9 ms。结果表明着火延迟时间随着余气系数、空气流量的增大而增长。     

含铝炸药爆轰数值模拟研究

对含铝炸药25nm和50nm圆试验进行了二维爆轰数值模拟,标定了含铝炸药JWL状态方和反应速率方程参数,为检验含铝炸药爆轰模型及其相关参数的合理性,对含铝炸药驱动金属平板试验进行了二维爆轰数值模拟,得到了与实验值相符合的结果,分析了铝粉在炸药爆轰中的反应情况和约束条件对含铝炸药爆轰性能的影响。结果表明,铝粉主要在爆轰后期与炸药爆轰产物反应释放能量。     

高氮化合物及其含能材料

高氮化合物具有热稳定性好、碳氢含量低的特点,在高能材料应用研究中前景广泛,当前这类化合物已成为现代武器中的常用能量载体。该文主要介绍了高氮化合物及其含能材料在国内外的研究进展状况,对四唑环、四嗪环和呋咱环3类高氮含能化合物进行重点阐述,分别就其合成、性能和应用研究状况进行叙述。同时探讨了高氮含能化合物在未来军事领域和航空领域的发展前景。     

炸药摩擦点火评价实验数值模拟

为研究炸药块摩擦点火机理,采用LS-DYNA软件和ALE算法,并嵌入含热分解放热反应的热弹塑性材料模型,对PBX-C03和PBX-C04炸药摩擦点火评价实验进行数值模拟,得到了不同压力、滑动速度和摩擦系数下PBX-C03炸药点火的临界曲线.研究结果表明,含有热分解放热反应的热弹塑性材料模型可作为炸药摩擦点火反应的计算模型,加载压力接近或大于炸药屈服应力时,提高滑动速度和摩擦系数都易使炸药发生点火反应.     

GAS法制取超微细含能材料工艺

本文介绍了利用CO2采用GAS法(Gas Anti-solvent气体反溶剂结晶)制取超细含能材料的一些方法,主要分析了控制温度压力等对晶型的影响。     

废弃含能材料的资源化利用

废弃含能材料主要来源于退役武器和超过储存期的弹药,是特殊性质的危险品,传统的处理方法是焚烧法,没有物尽其用,且造成环境污染。几种资源化利用的途径是：再生用于军事、转变为化工原料或产品、作为一般或特殊能源、作为主要组分制成民用炸药。研究结果表明,将其制成民用炸药,能充分利用含能材料特有的燃烧和爆炸性质,具有处理过程安全、处理成本低、操作简单、无三废排放及产品性能好的优点,利于实现工业化,是大规模处理和利用废弃含能材料的较好途径。     

等离子点火炉内燃烧数值模拟

等离子燃点火技术是近几年开始普及的新型节能技术,可以替代油枪进行电站锅炉点火启动,目前还没有针对等离子点火炉内燃烧方面的数值模拟,使用Gambit对等离子燃烧器及锅炉进行数学建模以及网格划分,采用Fluent商用软件对等离子点火炉内燃烧过程进行数值模拟,经Origin进行后处理。计算结果表明,采用等离子燃烧器进行点火能使煤粉着火提前,煤粉燃烧更加充分,不完全燃烧损失明显降低,但氮氧化物的生成量并没有得到减少,等离子燃烧器布置在一次风口最下层有利于燃烧。该模拟为等离子点火炉内燃烧实际运行提供了理论基础,验证了等离子点火技术在提高锅炉启动效率、降低不完全燃烧损失所特有的优势,为等离子点火技术的应用提供了更有力的理论依据。     

丙烷/空气低温等离子体点火起爆数值研究

为研究脉冲爆震发动机低温等离子体点火起爆机理, 充分考虑丙烷/空气详细化学反应动力学机理, 将低温等离子体点火器放电区等效为高温高压热核, 利用FLUENT 软件内置的层流有限速率化学反应模型, 对脉冲爆震发动机低温等离子体点火后由缓燃转爆震(DDT)的过程进行模拟, 并对该过程进行详细分析。实验结果表明, 将低温等离子体点火器简化成一定压力和温度的火核进行数值模拟是可行的, 压力接近常压, 壁面温度为常温更合理。数值模拟的爆震波发展时间小于实验结果, 考虑到实验时有点火延迟和测量误差, 可以认为实验值符合数值模拟时火核为常压、壁温为常温的计算结果。     

固体火箭发动机撞击点火数值模拟计算

装填高能复合推进剂的固体发动机,在跌落和撞击等情况下可能发生燃烧或爆炸. 为了对发动机低速撞击下的安全性进行评价,建立了发动机撞击靶板点火计算模型,采用热力耦合算法实现机械能和热能之间的转化,采用Arrhenius方程描述推进剂自热反应过程. 对直径为200 mm和480 mm发动机撞击靶板过程进行数值模拟计算,获得了与火箭橇实验结果一致的速度阈值范围. 结果表明计算模型能较好描述发动机撞击点火过程. 计算结果表明,装药量大的发动机撞击后更容易发生点火,发动机撞击点火速度阈值与装药量的对数成线性关系.     

火箭尾焰等离子体浓度分布数值计算

在火箭尾焰电磁波衰减影响研究中,需要了解火箭尾焰流场等离子体浓度分布.使用数值方法计算了固体火箭尾焰流场参数,应用等离子体浓度计算模型,对火箭尾焰流场等离子体浓度分布进行了数值计算,并对仿真计算结果进行分析,为研究穿越火箭尾焰电磁波干扰提供研究数据.     

多氮含能材料的研究概述

对国内外多氮含能化合物的研究以及应用进行了综述,介绍了多氮含能化合物中具有代表性的全氮含能化合物、叠氮含能化合物及高氮含能化合物在实验和理论研究方面的进展,评价了一些可以作为含能材料候选物的多氮化合物的理化性能,为此类化合物的分子设计提供了参考.     

等离子点火技术在燃煤锅炉中的应用

介绍了一种较成功的、基于等离子点火技术的节油方案,阐述了等离子点火技术原理,并对其在浙江省燃煤锅炉中的应用情况进行了分析,认为该技术在锅炉调试启动阶段能代替油枪助燃,尽早启动制粉系统,投煤燃烧,节约大量燃油,有良好的经济效益和社会效益.     

等离子喷涂枪冷却水流场数值模拟

基于计算流体力学技术，建立等离子喷涂枪冷却水流场分析模型，采用求解压力耦合方程的半隐算法(SIMPLE)对其进行数值模拟．结果表明，流场内存在着局部回流和紊流，在冷却水道前端的拐弯处易形成死水区．为此，对枪体冷却水道结构进行了改进，改进后的结构可以有效地防止死水区的产生，提高了等离子喷涂枪的使用寿命．     

PTFE基含能破片的能量释放特性研究

本文利用弹道枪作为加载方式模拟破片弹靶作用状态,研究了冷压烧结制备的6种含能材料在冲击条件下的能量释放特性,并利用高速摄影记录实验现象.实验结果表明：含能材料的毁伤效果明显优于惰性材料;Al/W/PTFE含能破片释放的能量最多,Ti/W/PTFE含能破片的火光持续时间最长.