关于液氧长期贮存方法的探索研究

为了探索液氧长期贮存的方法,建立了液氧在小型敞口容器、中型密闭容器和主冷凝蒸发器三种不同容器中的蒸损实验模型,分析了液氧中碳氢化合物的积聚机理,并设想了一种液氧、液氮联合贮存的方案,以低温氮气冷凝回流液氧贮罐中挥发出的气氧,通过降低液氧的蒸损率来控制碳氢化合物的积聚,以实现液氧长期贮存的目的。     

圆柱形带壳推进剂装药枪击响应特性

为研究某圆柱形带壳推进剂装药的枪击响应特性,设计了一种12.7 mm子弹撞击试验。利用高速摄影机记录带壳装药在子弹撞击下的响应过程,并测试不同距离、方位处的空气超压及壳体破片速度,同时进行带壳装药在理想爆轰条件下的数值计算,得到了带壳装药的能量释放率。一共开展了四次圆柱形带壳装药的枪击试验,前三次装药发生了爆燃反应,第四次几乎无反应。结果表明:子弹撞击位置对圆柱形带壳装药的反应和能量释放率有较大影响,当子弹垂直入射带壳装药轴线后,推进剂发生点火、冒烟、熄火和低压燃烧的时序响应,其相对能量释放率为1.146%;而当子弹撞击位置偏离轴线一定距离时,推进剂几乎无反应,其相对能量释放率仅为0.473%;推进剂的反应对壳体破片有加速效应,带壳装药发生爆燃反应时的破片速度可达428.6 m·s~(-1),而几乎无反应时的最高破片速度仅有70.1 m·s~(-1)。     

高氯酸铵含量对高铝富燃料推进剂中重要组分高氯酸铵/铝 一次燃烧性能和铝粉团聚的影响

采用CO2激光点火装置联合高速摄影系统及扫描电子显微镜等凝聚相燃烧产物分析技术，研究了高氯酸铵(AP)含量对高Al富燃料推进剂中重要组分AP/Al一次燃烧过程中燃烧现象、引燃时间、燃烧扩散时间、燃尽时间、燃烧效率、颗粒团聚及凝聚相燃烧产物的表面形貌、粒径及其分布的影响。结果表明，各AP/Al混合粉体的燃烧过程均可分为表面引燃、燃烧扩散和火焰熄灭3个阶段，但各样品在不同燃烧阶段的燃烧现象存在明显差异。AP含量由10wt%增至30wt%，样品燃烧剧烈程度增强，燃烧过程中固相颗粒的溅射现象越加明显；在火焰熄灭阶段，各样品燃烧由以停留在样品燃面处的燃烧为主逐渐变为以溅射颗粒的燃烧为主，且随反应进行，燃面已燃固相颗粒最先熄灭，各样品表面引燃时间、燃烧扩散时间、燃烧持续时间均缩短，即燃烧反应速率逐渐加快。在AP/Al混合物中，铝粉的燃烧效率、凝聚相燃烧产物粒度及其团聚程度随AP含量增加而增加。     

基于机器视觉技术的乏燃料贮存格架自动定位试验方法研究与应用

乏燃料贮存格架定位试验是核燃料装卸与贮存系统调试的一项关键性试验，直接影响着核燃料组件接收与贮存操作的安全性与高效性。通过对传统的人工手动定位试验方法进行研究，提出了一种基于机器视觉技术的乏燃料贮存格架自动定位试验方法。工程应用实践表明，该方法可以大幅提升定位试验效率并减少人力需求，同时在乏燃料水池异物防护与设备保护方面也卓有成效，具有可观的经济与安全质量效益。      

推进剂液位传感器长期贮存及性能试验系统的研制

针对贮箱液位传感器进行介质长期贮存试验及动态、静态性能测试的需要,进行推进剂液位传感器长期贮存及性能试验系统的研制。介绍了贮存系统的工作原理及主要结构设计计算。为保证长期贮存试验的安全可靠,开展了管路柔性分析和系统气密性检测。根据试验系统可能出现的推进剂泄漏状态,配套设计建造了安全保障系统。本试验系统方案合理可行、性能指标先进,能够满足贮箱液位传感器各种试验需要,并具备拓展应用范围的能力。     

复合固体推进剂中固体填料的安息角测试与仿真

复合固体推进剂含有固体颗粒较多，离散单元法是一种适合固体推进剂生产过程数值仿真的有效方法，颗粒物料的接触参数是保证离散单元法仿真精度的关键。本文以复合固体推进剂的主要组分铝粉和高氯酸铵固体颗粒为研究对象，通过实验测试获得了相关物料的安息角，利用专业离散元软件EDEM仿真模拟了安息角测试实验过程，建立了物料安息角与接触参数之间的联系。研究表明，滚动摩擦系数和滑动摩擦系数越大，安息角越大，物料流动性越差。对比仿真与实验结果，通过逆向反推法确定了物料的滑动摩擦系数和滚动摩擦系数两个关键接触参数。铝粉与高氯酸铵1∶2混合颗粒的滑动摩擦系数为0.2，滚动摩擦系数为0.05。为固体推进剂加工生产过程离散元数值仿真提供了关键基础数据。     

基于能量贮存及释放主体的煤矿冲击地压分类

冲击地压研究系统包括发生机理、发生准则及基于机理和准则的预测和防治。因诱发冲击地压影响因素众多,相应的类型多样,传统的研究多集中在机理、监测及防治的独立性研究上,造成现场冲击地压预测和防治的盲目性。为了系统性掌握冲击地压机理,提高冲击地压预测和防治效率,通过调研已有的冲击地压分类方法,从能量贮存及释放主体的角度提出了一种新的冲击地压分类方法;依据扰动响应失稳理论,分析了各类型冲击地压的发生机理;建立各类型冲击地压力学模型,得到了冲击地压发生条件的解析解和发生时释放能量估算公式;并对分类方法在预测和防治中的应用进行了初探。研究结果表明:根据能量贮存及释放主体的不同,冲击地压划分为煤体贮存及释放能量型(Ⅰ)、顶板贮存及释放能量型(Ⅱ)、断层带及围岩贮存及释放能量型(Ⅲ)3种类型;Ⅰ型冲击地压由煤体压缩失稳并释放贮存的弹性能产生,发生条件由煤体固有属性单轴抗压强度σ_c和冲击倾向性指数K决定,释放能量与冲击倾向性指数K呈反比关系;Ⅱ型冲击地压由顶板-煤层变形系统中顶板断裂失稳诱发,顶板抗拉强度σ_t越大,冲击的临界采空区跨度L_(cr)越大,失稳垮断时释放能量也越大;Ⅲ型冲击地压由断层带及围岩系统中断层带岩石在软化阶段失稳产生,失稳条件由断层结构及围岩剪切模量确定,失稳时释放能量与断层落差成正比关系。基于各类型冲击地压的分析,提出了针对Ⅰ型冲击地压临界应力P_(cr)的监测方法及其调控防治方法,针对Ⅱ型冲击地压顶板的变形监测方法和支撑顶板或诱导垮断的防治方法,针对Ⅲ型冲击地压断层附近应力监测和降低断层处应力集中程度的防治方法。     

含凹坑缺陷的推进剂储存容器安全性评价

利用ANSYS有限元分析软件对含凹坑缺陷推进剂储存容器的安全性进行评价,通过建立球形凹坑缺陷模型,分别研究了不同缺陷直径和缺陷深度下,缺陷部位的等效应力分布规律,并对补强后的凹坑缺陷位置的最大等效应力进行了分析。研究结果表明,凹坑缺陷部位均出现了应力集中现象,且随着缺陷直径和深度的增加,最大等效应力均出现增大趋势;缺陷深度对最大等效应力的影响程度要高于缺陷直径,占主导作用;采取补强措施可以有效降低凹坑附近的应力集中现象。该结论为推进剂储存容器的安全评定提供了理论依据,也为容器的保养和维护维修提供了理论支持。