含AP的浇铸PBX炸药的热安全性

用自行研制确定火炸药热爆炸临界温度(Tcr)的试验装置测定了直径为10,15,20,30 mm和40 mm,长径比为1∶1的含高氯酸铵(AP)的PBX-A药柱的热爆炸临界温度。用Tcr测定和5 s爆发点试验装置测定了85℃老化70 d前后PBX-A的热爆炸临界温度和5 s爆发点。获得了PBX-A炸药在恒温热刺激下的响应程度,不同直径药柱的热爆炸临界温度,爆炸延滞期(t)与温度(T)的关系以及PBX-A炸药老化前后的热性能变化。结果表明,直径小于40 mm的无约束PBX-A炸药装药在恒温条件下仅发生燃烧。由拟合方程外推直径1 m长径比为1∶1的PBX-A炸药药柱的热爆炸临界温度大于120℃。lnt与1/T只在有限温度范围内呈线性关系。85℃老化70 d前后PBX-A炸药的热爆炸临界温度不变,5 s爆发点降低4.6℃。     

用热爆炸临界温度评价火药装药热安全性的试验方法

探索采用热爆炸临界温度(Tcr)评价火药装药热安全性的可行性及合适的试验条件和数据处理方法,研究了双基推进剂和改性双基推进剂的多种尺寸装药的热爆炸试验,获得了装药在一定温度下发生燃烧的延滞期及热爆炸临界温度。结果表明,可用热爆炸临界温度评价双基或改性双基推进剂不同装药体系的热安全性,最佳试样直径为20~25mm。延滞期采用10h和最低爆炸(燃烧)温度与最高不爆炸(燃烧)温度相差5℃的结束试验的假设条件对于双基或改性双基推进剂是合理的。采用lnr(半径)-Tcr拟合外推获得的Tcr值比文献报道的方法获得的Tcr值低。     

DNAN炸药的烤燃实验

采用自行设计的一种烤燃实验装置,对一种新型熔铸载体炸药2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)的热安全性进行了实验研究,得到其自发火温度、热爆炸延滞期和热爆炸临界温度,并与传统熔铸载体炸药TNT进行了对比.实验结果表明,DNAN的自发火温度为346.7 ℃、5 s爆发点为374.1 ℃、活化能为48.37 kJ·mol-1.DNAN在220 ℃的环境温度下,放置48 h没有发生反应;230 ℃时,药剂发生不完全燃烧;当温度达到240 ℃以上时DNAN发生热分解反应;理论计算DNAN在通常的熔铸温度(100 ℃)下的热爆炸延滞期,表明了在该温度下熔铸是安全的.     

烤燃温度对凝聚炸药热起爆临界温度影响的研究

为了研究凝聚炸药在不同热烤温度下的热分解情况及相应规律,文中采用以RDX为基的高能炸药,以1℃/min的升温速率并采用恒温控制技术,进行了不同温度下的热烤试验,利用FLUENT软件对不同温度下的热爆炸延滞期进行了数值模拟。结果表明,烤燃温度对凝聚炸药的热分解有重要影响,在1℃/min的升温速率条件下,当恒定温度达到178℃后,实验用高能炸药发生自加热反应,最终导致点火;随着炸药装药量的增加,炸药热起爆临界温度在逐渐降低。     

加速老化对炸药件安全性的影响研究

为了解老化对PBX-6炸药件安全性的影响,分别开展了温度75℃、100 d和65℃、180 d的加速老化试验.对加速老化前后的炸药件,进行了热爆炸试验、火烧试验和跌落试验,对比分析了试验数据,结果表明,老化炸药柱的热爆炸延滞期缩短,热安全性降低;老化炸药件的烤燃时间缩短,烤燃温度降低,爆燃后对炸药外壳的破坏程度更大,热...     

DNAN 炸药熔铸工艺安全性分析

为确保新型载体炸药DNAN熔铸装药过程的安全性,着重从炸药的基本特性和装药工艺流程等方面对熔铸装药工艺进行安全分析,并采用自行设计的一种烤燃试验装置,对DNAN的热安全性进行试验研究,得到其在不同温度下的热爆炸延滞期。结果表明:DNAN在220℃环境温度下,放置48 h没有发生反应;230℃发生不完全燃烧;当温度达到240℃以上时发生热分解反应;理论计算DNAN在通常的熔药温度(100℃)下的热爆炸延滞期,表明DNAN的装药工艺安全可靠。     

熔铸炸药热爆炸临界工艺温度的计算方法

为评估熔铸炸药装药工艺的热安全性,提出一种热爆炸临界工艺温度的计算方法。以纯DNTF炸药的性能数据,计算不同工艺温度下的热爆炸延滞期,并将其与实际工艺处理时间进行比较,从而确定其热安全水平以及发生热爆炸的临界工艺温度值。计算结果表明：在常规工艺条件下,处理DNTF炸药不会发生热爆炸反应;但随着工艺处理量的增加,发生热爆炸的危险性也会不断增加。该计算方法对于熔铸工艺参数的制定具有重要意义。     

铝壳密封炸药柱的一维热起爆延滞期测定方法的研究

参照Ｓｌａｐｅ等人的ＯＤＴＸ方法，建立了恒温空气浴的ＯＤＴＸ试验装置和方法，用该法对以ＴＡＴＢ、ＨＭＸ／ＴＡＴＢ为基的塑料粘结炸药，在２００～３００℃进行了一维热起爆延滞期测定，讨论了铝壳密封炸药柱的热起爆延滞期与温度的关系，提出了用较小尺寸炸药柱的ＯＤＴＸ试验结果去推测相同限制性条件下的大尺寸炸药柱的临界温度的方法。结果表明：大尺寸炸药柱的临界温度的计算值与文献值之间的差值在±１５℃范围内。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪的热分解动力学研究

在升温速率分别为5 K·min~(-1)、10 K·min~(-1)、20K·min~(-1)条件下,用DSC 研究了2,6-二氨基-3,5-二硝基-1-氧吡嗪(LLM-105)的热分解反应动力学参数,并在此基础上考察了该炸药的热爆炸临界温度和500d自爆温度;确定了该反应的微分形式的动力学模式函数f(_α)、表观活化能(E_a)、指前因子(A)、热分解动力学方程和120℃时的分解速率常数k.研究表明,反应的活化熵(ΔS~≠)、活化焓(ΔH~≠) 和活化自由能(ΔG~≠)分别为176.05J·mol~(-1)·K~(-1)、305.60kJ·mol~(-1)和198.22kJ·mol~(-1);LLM-105炸药的热爆炸临界温度和500d自爆温度分别为347.26℃和239.42℃.     

Arrhenius方法的局限性讨论

阐述了Arrhen ius公式的应用和适用范围。对Arrhen ius方法在非均相不定温体系、炸药热分析和库存研究中的适用性进行了讨论。结果表明,Arrhen ius公式中活化能E和指前因子A与温度无关的假设是近似的。在实验温度范围,A和E变化不大时,Arrhen ius方法具有很好的适用性,但是,进行较大温度范围的外推预测时,应对Arrhen ius公式进行修正。修正的Arrhen ius方程在不同温度范围的活化能和指前因子不同。依据布氏压力法试验数据外推得到G I-920炸药在90℃、80℃、70℃和60℃分解1%的时间分别为126.95天、353.62天、623.46天和1143.77天。     

2,4-二硝基苯甲醚基熔铸炸药慢速烤燃过程传热特征分析

为探究2,4-二硝基苯甲醚基熔铸炸药慢速烤燃过程的内部传热特征,设计了3组试验装置并进行烤燃试验。通过试验获得了炸药内部各测点在1 K/min热刺激下的温度变化曲线,其相变温度为73 ℃,响应温度为205 ℃,响应后均表现为不完全燃烧反应;结合响应结果判断出点火点位于弹体上部;系统地描述了炸药从固相到液相再到响应的内部温度变化过程。通过数值模拟观察了炸药相变的整个过程,对炸药受热时内部温度场变化进一步分析后发现：固相时炸药内部温度场为同心类椭圆状分布,液相时内部温度场为类层状分布;炸药相变后内部存在自然对流,对流是影响炸药点火点位置分布的主要因素。     

考虑相变的炸药烤燃数值模拟计算

以低熔点的TNT炸药为研究对象,根据已有的TNT炸药烤燃实验,建立了炸药烤燃热反应模型,模型除了考虑炸药热传导外,还考虑了炸药多步化学反应、炸药相变和液态炸药的对流传热。采用计算流体力学软件Fluent,对加热速率为0．05K·s^-1时TNT炸药的烤燃过程进行了数值模拟计算,得到了TNT炸药的剧烈反应时间为4150s,炸药点火时3号特征点的温度为226℃;与实验结果比较,验证了计算模型和相关参数的正确性。分析了不同加热速率下（0．3K·s^-1,0．05K·s^-1,3．3K·h^-1）TNT炸药相变和温度变化情况。计算结果表明,烤燃中炸药相变熔化是从外向内逐步进行,未熔化的固态炸药会在重力作用下出现沉降。炸药熔化时会吸收热量,使温度上升速度减小。刚熔化的炸药在对流作用下温度会在短时间内快速上升。液态炸药存在热对流和热传导的共同作用,使炸药内部温度分布的均匀性增加。炸药相变对炸药点火温度,点火时间和点火位置都有影响。     

重铵油炸药热参数的计算和热分解特性的研究

为了解重铵油炸药的热分解动力学,运用微量量热法(MC)研究了3种常用的重铵油炸药:25/75、50/50、75/25(乳化炸药/多孔粒状铵油炸药质量百分比)的热分解特性。以升温速率为0.2 K·min-1时的C80热流速曲线数据为基础,求解了3种炸药热分解反应的表观活化能(Ea)、指前因子(ln A),并运用B-W法建立3种炸药的爆炸反应方程式,计算其热化学参数。结果表明:随着乳胶基质含量的增加,重铵油炸药的爆热、爆温值均呈下降趋势,乳胶基质抑制了固态硝酸铵的晶型及固-液相转变,且重铵油炸药的热安定性高于乳化炸药的热安定性。     

用于热毁伤效应评估的单色高温计的研制及应用

研制了一种用于评估炸药热毁伤效应的单色高温计。由单色高温计与热电偶测温对比实验可知,在单色测温中爆炸产物可近似看作黑体处理,其误差率为6.2%。运用该单色高温计对TNT爆炸产物温度进行实验测量,所得的热毁伤效应曲线较完整地反映了爆炸产物扩散过程中温度随时间的变化情况,其峰值温度为3167.15 K。     

几种熔铸炸药的热点临界参数和撞击感度

从热爆炸理论出发，推导了炸药临界热点参数的计算公式，计算了TNT、B炸药和EAKR分子间炸药等几种熔铸炸药的热点尺寸和临界点火温度，将这些计算结果分别与101kg落锤和400kg大落锤测定的撞击感度实验值进行了比对，结果表明临界热点参数的计算较好地说明了这几种炸药的感度排序。     

小型传爆装置慢燃实验及数值计算

为了研究引信传爆管在烤燃作用下的热响应规律,设计了聚黑-14C（JH-14C）的小尺寸传爆管慢烤实验。对JH-14C进行差示扫描分析得到其热分解动力学参数,并结合引信传爆管的烤燃实验和数值模拟结果,确定了JH-14C的活化能与指前因子分别为2.04×10⁵ J/mol、5.59× 10¹⁷ s^-1. 通过对4种不同升温速率下引信传爆管的烤燃过程进行数值计算,结果表明：烤燃装置点火时,传爆药柱先起爆,冲击波经管壳衰减后使导爆药柱发生爆炸;不同升温速率下,传爆药柱内部形成的点火位置不同;随着升温速率的增加,点火位置由传爆药柱中心向其边缘转移,但点火温度变化不大。     

桥丝式电火工品热点火理论

定义了热点火温度,将桥丝式电火工品的热点火过程分为升温阶段和爆炸阶段.在升温阶段建立桥丝电热升温模型,分别求解恒定电流点火升温时间和电容放电点火升温时间.在爆炸阶段建立绝对超临界化学放热模型,求解爆炸时间.根据热点火温度的定义,求解出热点火温度的表达式.根据本理论,应用MATLAB的数组运算进行桥丝式电火工品的设计,并给出了一个算例.     

爆炸载荷下装甲车辆的动态响应分析

为研究装甲车辆在爆炸载荷下的动态响应,用AUTODYN软件对4340钢和橡胶构成的装甲车辆模型进行了三维模拟。计算了8701炸药不同装药量下的爆炸过程。得到了侧钢板上3个观测点的响应参数：超压、位移、加速度。分析了各观测点的动态响应规律。结果表明,离爆源位置越近或装药量越大,车辆的响应时间越早、节点振荡越激烈、振荡幅值越大、持续时间越短。