基于多层氧化层结构的硼颗粒点火模型研究

为了研究相关因素对硼颗粒点火过程的影响规律,基于多层氧化层结构,改进了硼颗粒的点火模型。该模型考虑了颗粒氧化层表面物质成分的变化、表面火焰面形成的物理过程,模型计算结果与实验数据具有较高的吻合度。应用该模型研究了环境压强、颗粒直径、气相氧化剂浓度以及环境温度对硼颗粒点火过程的影响规律。结果表明,环境压力越大,颗粒点火时间越短;颗粒粒径越大,颗粒表面氧化层越厚,从而延长了颗粒的点火时间;在较大颗粒直径（>5 μm）下增加环境内氧气浓度有利于颗粒点火,对小颗粒直径（≤5 μm)则无明显影响;水蒸气浓度越大,颗粒点火时间越短;环境温度越高,越有利于颗粒点火。     

促进硼颗粒点火和燃烧的方法的研究进展

汇集、评述了促进硼颗粒点火和燃烧的方法,包括选择合适粒径的无定形硼、提高环境温度和压力、在环境气氛中添加些氟化物和水蒸气以及硼颗粒的包覆和添加剂的改性。解释了各种促进方法的机理。分析并提出了促进硼颗粒点火和燃烧中存在的问题及需要解决这些问题的技术途径。附参考文献19篇。     

碳对无定形硼颗粒的点火燃烧特性影响

碳是硼一次燃烧产物的主要成分,对硼的二次点火燃烧有重要的影响。采用热重差示量热扫描(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)和激光点火试验系统研究了不同配比的碳对无定形硼颗粒点火燃烧特性的影响。试验采用的硼、碳混合样品碳含量分别为0%、10%、20%、50%和100%,结果表明,碳的添加降低了样品加热过程中的增重量。碳含量对加热过程的影响是复杂的。当样品的碳含量不大于10%,样品的氧化反应推迟,放热量增加。当样品的碳含量进一步升高,又会使样品的氧化反应提前,放热量减少。在氧气气氛下,随碳含量的增加,样品的燃烧峰值强度减弱,燃烧时间从2436 ms增加到2909 ms,但碳对样品的点火时间的延迟较小,最多不超过3 ms。样品燃烧产物呈黑色块状固体,主要成分有氧化硼和单质碳等。对样品燃烧产物的分析表明,样品的点火燃烧反应并不充分。     

进气道结构对含硼固冲发动机二次燃烧性能影响分析

采用标准k-ε湍流模型,单步涡团耗散燃烧模型以及高速气流作用下KING硼粒子点火燃烧模型,开展了不同进气道结构下冲压发动机补燃室内含硼颗粒三维两相燃烧流动数值模拟;分析了在6种进气道结构对硼颗粒点火燃烧以及燃气燃烧效率的影响;研究结果表明：在相同的边界条件下,进气道结构形式对硼颗粒点火影响不大;燃气燃烧效率在双侧180°的进气结构下最高,双下侧90°进气结构的燃气燃烧效率最低;硼颗粒燃烧效率在双侧180°时燃烧效率最高,在中心进气结构下硼燃烧效率最低;补燃室内总燃烧效率在双侧180°进气道结构时最高,在中心进气结构下最低。     

硼颗粒点火和燃烧研究进展

综述了国内外硼颗粒点火和燃烧的研究状况;讨论了改善硼颗粒点火和燃烧行为的途径。指出硼表面的氧化物是造成硼点火困难和燃烧效率低的主要因素。在含硼推进剂中使用细粒么匠硼,对硼进行包覆并添加其它组分,可提高硼在推进剂中的利用效率。     

横向过载下气-粒两相流对固体火箭发动机点火过程影响

固体火箭高速自旋诱发的过载环境会引起燃烧室内流动、传热和燃烧耦合关系的改变,致使发动机点火特性区别于常规点火,对点火可靠性和弹体安全产生潜在威胁。为了研究过载下固体火箭发动机点火过程特性,建立耦合颗粒惯性过载场、颗粒碰撞推进剂增强传热、推进剂侵蚀/过载耦合燃烧、流场惯性过载场效应的综合点火模型。对不同横向过载方向、大小以及颗粒粒径下点火过程进行计算,给出了动态气-粒分布特征,分析了颗粒粒径与过载大小对点火峰值压力p_max、点火滞后时间ξ₁、火焰传播时间ξ₂和火焰填充时间ξ₃的影响规律。研究结果表明：点火过程中过载方向引发气-粒分布规律存在明显差异,进而影响推进剂传热与内弹道在时域的缩短规律;相同过载环境下,粒径减小,点火滞后时间ξ₁和火焰传播时间ξ₂缩短,而对火焰填充时间ξ₃的影响基本可以忽略;在大长径比发动机中,点火颗粒粒径不变,点火延迟时间ξ随过载增加而缩短。     

氟橡胶包覆对微米铝粉燃烧性能的影响规律

为了考察氟橡胶包覆对微米铝粉燃烧性能的影响规律,采用激光点火、定容燃烧、热分析等方法,对5μm及50μm两种粒径、不同氟橡胶含量微米铝粉的燃烧性能、热性能进行了分析,得到粒径和氟橡胶含量对微米铝粉的点火延迟时间、燃速、燃烧状态、燃烧热值、热反应性能等的影响规律.结果表明,未包覆的微米铝粉在0.1 MPa氧气中无法被激光点燃.而在氟橡胶包覆后,随着氟橡胶含量的变化,5μm铝粉的点火延迟时间可由91 ms缩短为31 ms,燃速可由3.08 mm·s-1增加至364.96 mm·s-1,燃烧热值可达到27.61 kJ·g-1;50μm铝粉的点火延迟时间可由130 ms缩短为40 ms,燃速可由1.80 mm·s-1增加至43.78 mm·s-1,燃烧热值可达到26.08 kJ·g-1.此外,在热重分析(TG)的基础上,计算了氟橡胶反应深度和氧化铝层厚度,发现氟橡胶的反应仅存于铝粉的表面,而在相同反应条件下,反应完成后氧化铝层的厚度与微米铝粉的粒径无关.     

不同环境压强下炭黑含量对聚乙烯点火和燃烧性能的影响

为了获得炭黑质量分数和环境压强对固体燃料聚乙烯点火和燃烧性能的影响,加工了不同组分配比的固体燃料样品。以CO2激光器作为点火源研究了它们的点火和燃烧特性。用高速摄影仪记录实验过程。用扫描电子显微镜观测了燃烧后的固体燃料表面形貌。分析了不同环境压强下不同组分配比固体燃料的点火燃烧过程、点火延迟时间和燃速。结果表明,固体燃料聚乙烯的点火过程为典型的气相点火,燃烧火焰属扩散火焰。点火延迟时间随着炭黑的加入急剧缩短,当炭黑质量分数大于20%时,炭黑质量分数的增加对点火延迟时间的影响很小。点火延迟时间随着环境压强的增加缩短,当环境压强大于0.2MPa时,环境压强的增加对点火延迟时间的影响也很小。根据实验结果,采用最小二乘法,拟合得到了环境压强为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5MPa时点火延迟时间与炭黑质量分数的函数关系式。固体燃料的燃速随炭黑质量分数的增大而减小,随压强的增大而增大,当炭黑质量分数大于5%时,炭黑质量分数是影响固体燃料燃速的主要因素。     

固冲发动机补燃室内硼颗粒点火和燃烧数值研究

采用颗粒轨道模型进行了含硼贫氧推进剂固体火箭冲压发动机补燃室两相流的数值模拟,其中硼颗粒的点火和燃烧模型采用的是King模型,建立了发动机补燃室内简单反应流模型,并在该模型下对某实验发动机进行了模拟,得出颗粒在补燃室内的分布,结果表明:进入头部回流区的硼颗粒能够快速点火,并且颗粒直径增大后,点火时间增加,颗粒燃烧效率显著降低.     

不同粒径团聚硼颗粒的堆积密度研究

对团聚硼颗粒进行筛分,测量并研究了不同粒径团聚硼颗粒的松散堆积密度和振实堆积密度,采用电子扫描显微镜对团聚硼颗粒的表面形貌进行了观察。结果表明,无定形硼粉经团聚后,颗粒粒径增大,松散堆积密度和振实堆积密度均提高;随团聚硼颗粒粒径的减小,两种堆积密度均先减小后增大,当颗粒粒径在0.25 mmd≤0.30 mm范围,颗粒的振实堆积密度达到最小;颗粒粒径在d≤0.104 mm范围,振实堆积密度达到最大;颗粒粒径在0.30 mmd≤0.84 mm范围,颗粒的松散堆积密度达到最小,此时,团聚硼颗粒的振实堆积密度较松散堆积密度相对于其他颗粒粒径增加的程度最大。     

氧化剂/可燃物双元体系热分解动力学

利用差热分析技术研究了四种燃料（MEL,PVA,MC,AC)及其和氧化剂组成的二元混合物的热分解反应,并进行了只许象动力学分析。结果表明,氧化剂／燃料又元体系的热分解较为复杂。利用Kissinger方法进行数据处理,发现一些混合物的热分解反应的Tp-β关系不符合Kissinger方程的条件,对此进行了分析,同时,估计了氧化剂／燃烧过程中的相互作用。     

纳米材料的性能与应用——金属及其合金

近年来 ,纳米材料由于其独特的光、电、力、磁性质 ,已引起人们的广泛关注。介绍了纳米金属及其合金的性能与应用前景     

弹丸膛内姿态与纵向运动测试与分析

弹丸发射过程中在膛内发生剧烈的摆动并产生巨大的横向过载，有时甚至能达到纵向过载的2倍多，对引信机构运动产生不容忽视的影响，然而由于身管的遮蔽，使得测试弹丸膛内运动变得极为困难。提出了弹丸膛内姿态与纵向运动联合测试方法，成功地进行了试验，并对频谱分布和时频特性进行分析，为引信设计和故障分析提供了测试手段和分析工具。     

某车型发动机舱盖刚度与强度分析与校核

基于有限元法对某车型的发动机舱盖进行刚度和强度的分析与校核,使用片体简化舱盖数模,导入Hyper-Works有限元分析软件中,使用壳单元对分析模型进行离散化;以实际工况为依据,对模型所受到的力与扭矩进行加载。通过软件求得零件在各种工况下的应力和位移,通过计算求得弯曲刚度和扭转刚度;根据零件的安全系数校核各零件的强度,通过与参考车型发动机舱盖的刚度相比较,考量设计是否满足需求。     

硝酸脲与黑索今混合炸药的制备及性能研究

为解决黑索今(RDX)生产工厂的废硝酸再利用问题,在RDX生产过程中不分离出RDX,而是直接加入一定量尿素水溶液,废硝酸与尿素反应生成硝酸脲后,使RDX和硝酸脲共同结晶,生成RDX与硝酸脲共结晶的混合炸药。得到两大类型的混合炸药:Ⅰ型混合炸药(含RDX 10%~20%)的综合爆炸性能优于现有的铵梯、乳化及粉状工业炸药;Ⅱ型混合炸药(含RDX 40%)的爆炸性能与TNT相当。该混合炸药的制造工艺简单,RDX生产过程的废酸污染问题得到了改善。     

指控系统电磁干扰及应对措施分析

针对指控系统遭到敌方实施的恶意干扰和系统内部产生互扰等问题,以炮兵指控系统为例,深入研究分 析指控系统中不同电磁干扰的特征和产生机理,进而针对不同类型干扰分析其有效的应对措施。结果表明,该分析 能为解决指控系统效能的电磁干扰提供一定的参考。     

大型复杂分布式控制系统可靠性及可扩充性设计

神光Ⅲ原型装置计算机集中控制系统可靠性设计包括抗干扰、冗余、系统降级运行、系统诊断维护等设计.系统可扩充性设计涉及分层分布式控制结构、位置无关及对象自定位的软件总线技术、组件化和标准化、可扩充及可配置的数据库设计等.     

对羟基苯基五唑及其衍生物的合成与稳定性

以对氨基苯酚及其衍生物为原料,在-45℃下合成了一系列芳基五唑,通过核磁和质谱分析对其结构进行了表征。研究了取代基的位置及数目对芳基五唑化合物稳定性的影响,运用电喷雾离子化串联质谱分析了不同裂解能量下(10,60 e V)芳基五唑的裂解途径,并讨论了芳基五唑的稳定性与产生N~-_5之间的关系。结果表明,在这一系列化合物中,间位和对位被供电基取代的3,5-二甲基-4-羟基苯基五唑稳定性最好,同时在高裂解能量(60 e V)轰击下切断C—N键产生N~-_5的能力也最强。     

火炸药理化实验室危害辨识与防护

火炸药理化分析检测对象是含能材料和火炸药制品,具有燃烧、爆炸的危险性;火炸药自身固有的燃爆危险性,决定了其理化分析的特殊性,必须采取有针对性的防护措施;分析了火炸药理化分析检测过程中存在的危害因素及其产生的途径,并从安全技术和安全管理角度提出了相应的对策措施。     

小目标和海天背景红外热像模拟

结合小目标和海天背景本身的特性,建立了一套小目标与背景合成红外热像模拟的物理模型,从而计算得到了一系列小目标与背景的动态红外热像。并且为了模拟经探测器成像后输出的图像,在计算机模拟生成的“目标／背景红外图像”中注入了一种服从高斯分布的噪声。研究结果可以为目标识别等提供模拟的动态红外图像。