炸药由燃烧转爆轰

一、研究炸药由燃烧转爆轰的意义1.燃烧转爆轰的难易可作为划分起爆药和猛炸药的判据之一炸药由燃烧可以转变为爆轰,不管是起爆药还是猛炸药,这种性质是它们的共性。一般讲,起爆药可以在不加限制的装药条件下由点火燃烧转变为爆轰,并且从不会熄灭;但猛炸药一般必须由冲击波引起它的爆轰,在装药尺寸不是非常大的情况,由点火燃烧转变为爆轰必须在强的限制条件下才有可能。另外,起爆药由燃烧转变为爆轰非常迅速,如叠氮化铅,     

炸药由燃烧转爆轰

一、研究炸药由燃烧转爆轰的意义1. 燃烧转爆轰的难易可作为划分起爆药和猛炸药的判据之一炸药由燃烧可以转变为爆轰,不管是起爆药还是猛炸药,这种性质是它们的共性。一般讲,起爆药可以在不加限制的装药条件下由点火燃烧转变为爆轰,并且从不会熄灭;但猛炸药一般必须由冲击波引起它的爆轰,在装药尺寸不是非常大的情况,由点火燃烧转变为爆轰必须在强的限制条件下才有可能。另外,起爆药由燃烧转变为爆轰非常迅速,如叠氮化铅,由点火到爆轰的时间仅为1. 2±0. 5μs,药柱燃烧的长度小于2mm;而猛炸药则需要长得多的时间和药柱燃烧长度,如 D.price 等对73. 4%TMD(最大理论密度)的 TNT,测得其燃烧转爆轰所需的时间为180μs 左右,药柱燃烧长度为147±5mm(TNT 装药和点火药之间加了     

燃烧转爆轰过程及机理

一、前言研究火炸药由燃烧转变为爆轰的特点及其规律性,对研究炸药爆炸发生的机理,对新型火炸药和推进剂的研制,以及火药和推进剂燃烧性能的控制等方面都具有重要的意义。此外,对于安全使用火炸药也具有实际意义。燃烧和爆轰是两个本质不同的过程。燃烧过程的传播是以热传导、辐射和燃烧气体扩散方式来实现的,而爆轰过程是借助沿装药传播的爆轰波对未爆炸药的冲击压缩作用来实现的。正如火炸药缓慢热分解,在一定条件下可以转化为燃烧一样,火炸药的燃烧在一定条件下可以转化为爆轰。本文先介绍铸装炸药的燃烧转爆轰(简称DDT)机理,然后介绍多孔隙火炸药装药的爆燃向爆轰转变过程,以及装药的渗透性与DDT机理。     

约束对DNAN基熔铸炸药点火反应特性的影响

为了探究约束对2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基熔铸炸药点火反应特性的影响，设计了不同壁厚条件下单端点火试验和相同壁厚的爆轰试验；基于爆炸相似理论，通过对比爆轰试验与点火试验产生的冲击波超压，估算了炸药在点火试验中产生的等效反应药量。结果表明，DNAN基熔铸炸药在一般约束条件下(壁厚小于10mm),经黑火药引燃后仅发生燃烧反应；在强约束条件下(壁厚20、30、40及50mm)反应更为剧烈，但未发生典型的燃烧转爆轰过程，反应烈度为爆燃或爆炸级。DNAN基熔铸炸药发生反应的等效反应药量随着管体壁厚增大，爆炸百分比从23.9%依次增加至34.8%、77.3%及78.7%。可知在一定范围内增强约束条件，炸药燃烧进程会随之加快，反应更为剧烈，但当约束条件足够强时，这种促进作用将不再明显。     

点火方式对欠膨胀氢气射流爆炸超压影响规律研究

针对自燃点火与电火花点火对欠膨胀氢气射流燃爆超压的变化规律开展实验研究,测量了自燃和电火花两种点火方式在不同释放压力下的爆炸超压与火焰传播速率,分析了初始压力和点火条件对爆炸超压的影响机制。实验结果表明：相同释放条件下,自燃点火比电火花点火引发的管外爆炸超压峰值更高,压力上升速率更快,且自燃点火的发展过程更稳定;随着缓冲罐内释放压力从6 MPa升高到9 MPa,自燃管外爆炸超压峰值先升高后降低,在释放压力为8 MPa时自燃引发的爆炸超压达到最大值15.97 kPa,而电火花点火源处的燃爆超压随释放压力的上升从7.23 kPa先降低至3.17 kPa后升高到4.19 kPa;电火花点火火焰在点火源处形成了不规则形状点火核,同时火焰传播速度大于自燃火焰发展速度。本研究对于加氢站设计和燃爆风险评估具有参考意义。     

二次爆炸杀伤战斗部原理的实验研究

提出了二次爆炸杀伤战斗部的概念并阐述了其相关作用原理,用实验验证了二次爆炸杀伤战斗部原理的可行性.针对选定的炸药装药,设计了二次爆炸杀伤战斗部的实验弹结构,利用高速摄影机拍摄实验弹的爆炸过程,确定二级装药在一级装药爆炸作用下是否发生XDT或DDT、测量起爆延迟时间和二级装药发生爆轰时其距初始位置的距离.结果表明,当有机玻璃隔板厚度值为50～80 mm时,二级装药发生稳定的XDT或DDT,起爆延迟时间为2 125～11 000 μs,二级装药产生的位移为252～645 mm;采用钝感炸药装药,在特定的条件下会发生起爆时间更长的爆轰.XDT或DDT原理可应用于杀伤战斗部技术,提高杀伤破片的分布密度和速度.     

压装高能炸药的燃烧转爆轰实验研究

用电探针和压力传感器测定了质量分数为95%压装高能炸药(密度为1.86 g/cm~3)的燃烧转爆轰特性.研究了点火药量和约束条件对压装高能炸药燃烧转爆轰过程的影响.结果表明,压装高能炸药难以发生燃烧转爆轰,点火药药量从1.5 g增至3.0 g时,炸药的反应强度有所提高,但对燃烧转爆轰的影响较小.在强约束条件下,该压装炸药能基本实现燃烧转爆轰,爆轰诱导距离约为545 mm.     

破碎燃烧高能气体压裂装药损伤对DDT行为的影响

概述了以高氯酸铵为基的丁羟复合推进剂(CCCF复合推进剂)模拟损伤试验及损伤状态对其燃烧稳定性和燃烧转爆轰特性(DDT行为)的影响。分析了装药在不同损伤状态下的密闭爆发器实验结果。发现CCCF复合推进剂在无外部约束条件下意外点火，通常不产生DDT行为。但在油气井中可能产生DDT行为。     

含ACP改性双基推进剂的燃烧转爆轰实验研究

为研究快燃物ACP对改性双基推进剂燃烧转爆轰性能的影响,利用DDT管建立相应的测试系统,对推进剂在多孔装药条件下的燃烧转爆轰过程进行了实验研究.实验中采用电离探针和压电式压力传感器记录了燃烧与爆轰波阵面的位置一时间关系和压力波形图,利用实验结果计算并比较了波阵面的传播速度、爆轰形成点的位置以及药床不同位置的压力值.结果表明,快燃物ACP能够增大改性双基推进剂转爆轰的倾向,当ACP的质量分数从5%增加到7%时,装药燃烧转爆轰的倾向增大比较明显.     

几种典型固体推进剂的燃烧转爆轰实验研究

为探索影响固体推进剂发生燃烧转爆轰的因素,对4种典型固体推进剂样品进行了实验研究。通过选用不同壁厚的样品管及改变样品的装填形式,实现了燃烧转爆轰。利用电离探针对试样稳定爆轰时的爆速进行了测试。结果表明,含RDX、NG高敏感度含能材料的颗粒状CMDB推进剂及药柱内部含有大量气孔的NEPE推进剂发生燃烧转爆轰。推进剂的配方、装药形式、外界约束条件是影响推进剂发生燃烧转爆轰的主要因素。证明了推进剂在特定条件下可以发生燃烧转爆轰。     

燃烧转爆轰过程及机理

一、前言研究火炸药由燃烧转变为爆轰的特点及其规律性,对研究炸药爆炸发生的机理,对新型火炸药和推进剂的研制,以及火药和推进剂燃烧性能的控制等方面都具有重要的意义。此外,对于安全使用火炸药也具有实际意义。燃烧和爆轰是两个本质不同的过程。燃烧过程的传播是以热传导、辐射和燃烧气体扩散方式来实现的,而爆轰过程是借助沿装药传播的爆轰波对未爆炸药的冲击压缩作用来实现的。正如火炸药缓慢热分解,在一定条件下可以转化为燃烧一样,火炸药的燃烧在一定条件下可以转化为爆轰。     

双向聚能预裂爆破切割器的研制与应用

为解决普通线性聚能切割器所用炸药等问题不能满足工程中预裂和光面爆破的要求,研究了一种双向聚能预裂爆破切割器,采用廉价的低爆速工业炸药为主装炸药,以两条高爆速炸药条带动主装炸药爆轰,使主装炸药产生聚能爆轰波,利用聚能爆轰波和聚能装药的双重聚能效果产生强烈的聚能气体或金属射流。依据这种设计思想制造出以工业炸药为主体的双向聚能预裂爆破切割器,可用于预裂、光面爆破与岩石切割等。现场试验表明,双向聚能预裂爆破切割器使用方便,爆破效果显著。     

浅谈粉尘爆炸实验装置的主体部分设计

在对管道内粉尘爆炸的特性理论研究的基础上,设计了一套80mm×80mm、长5m的长方体可燃粉尘爆炸实验管道,其为粉尘爆炸实验装置的主体部分。粉尘爆炸实验装置的主体部分包括管道进气口、空气压缩机、实验管道主体部分(点火区,观察区,灭火区)、传感器、管道出气口、送风机,扬尘喷管、燃爆测定系统控制仪、可燃粉尘质量、速度传感器、动态数据采集分析仪和爆炸的点火装置。对粉尘爆炸实验装置的主体部分的设计有利于研究可燃粉尘在管道中的爆燃转爆轰(DDT)过程、压力变化过程等,也有利于可燃粉尘在管道中的爆炸研究。     

聚酯类工程塑料的爆炸精确切割

阐述了聚酯类工程塑料-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的爆炸切割原理，给出了爆炸切割所需炸药装药量的计算模型，设计了一种爆炸精确切割聚能装药，并进行了试验验证，为聚能装药精确切割航天航空用非金属类器材部件开辟了新的应用途径。     

基于LS-DYNA软件下平面装药爆轰数值分析

针对平面装药爆破中提高爆破能量有效利用率的问题,根据有限元软件ANSYS/LS-DYNA,动态模拟平面装药的爆轰传播过程。从应力云图与速度-时间历程曲线,探索平面装药爆轰方向对爆炸应力和震动速度的分布情况。通过对爆轰正、反方向的曲线作对比,在爆破地震反应谱基础上分析平面药包爆后在地面结构产生的震动效应的分布影响情况,得出在平面装药爆破中可以通过爆轰方向来控制爆炸能量分布的结论。     

射流撞击下发射装药的易损性响应特性

用空心装药射流作标准射流源,研究了4种典型发射装药在空心装药射流撞击下的易损性响应特性。分析了约束条件、尺度效应等对响应结果的影响。结果表明,4种典型发射装药均发生了较为强烈的反应,由弱到强的排序为太根药、单基药、硝基胍药和硝胺药,其反应等级依次为爆炸、爆炸、部分爆轰和部分爆轰。     

铝粉-空气混合物的燃烧转爆轰过程

利用自行设计的长29.6 m、内径199 mm配有40套喷粉扬尘装置的大型水平爆轰管,研究了细片状铝粉-空气混合物在40 J弱点火条件下火焰从发生到加速、最后实现爆轰转捩的全过程,探讨了铝粉浓度和点火延迟时间对爆轰参数的影响.结果表明,铝粉-空气混合物燃烧转爆轰(DDT)过程可分为慢速反应压缩阶段和快速反应冲击阶段.当点火延迟时间为370 ms,铝粉质量浓度为300 g/m~3时,在管道中距离点火位置83倍长径比处峰值超压为9.8 MPa,爆速为1 670 m/s,发生了DDT过程.在铝粉-空气混合物自持爆轰波的传播过程中,由于呈现螺旋爆轰波结构,爆速和峰值超压随着传播距离振荡.     

复合装药偏心起爆的爆轰波特性

为研究复合装药在偏心起爆条件下的爆轰波特性,采用转镜式高速相机狭缝扫描技术对装药表面的爆轰波形传播过程进行测量,得到爆轰波在狭缝位置的扫描曲线、时空坐标以及爆轰波阵面分布图.分析了复合装药爆轰会聚波的速度分布、形成机理及传播规律,提出偏心起爆条件下复合装药爆轰波阵面前沿为凹面会聚波,会聚波可以提高内层装药爆轰波的传播速度.     

基于修正SPH方法的爆轰波绕射传播的数值模拟

为研究内置金属球体的球壳装药在一点起爆情况下的非理想爆轰波的传播行为,基于修正的光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行绕射爆轰波传播的数值模拟,并应用一种工程上简便的近似计算方法对该球壳装药模型的爆轰波传播时间进行计算.结果表明,数值模拟的特征爆轰时间与理论计算结果非常吻合,验证了修正SPH方法在爆炸数值模拟领域的可行性.     

爆轰火焰在管道阻火器内的传播与淬熄特性

在水平封闭的直管中,采用自主研制的阻爆实验系统(包括传感器系统、配气系统、数据采集系统、点火系统等)对不同活性预混气体爆轰火焰在波纹管道阻火器内的传播与淬熄过程进行了实验研究。结果显示当可燃气体接近当量浓度时(丙烷4.2%、乙烯6.6%、氢气28.5%,均为体积分数),预混气体从点燃到火焰淬熄过程历时非常短,总体可分为4个阶段,缓慢燃烧阶段、快速燃烧阶段、加速燃烧阶段和超压振荡阶段。丙烷-空气、乙烯-空气预混气体在D=80 mm的管道阻火器中,爆炸压力峰值较高。当管道直径增加至400 mm时,爆炸压力峰值逐渐降低,其中乙烯-空气预混气体的爆炸压力峰值仅为3 MPa左右;氢气-空气预混气体的爆炸压力峰值随管径的增加呈递增趋势。对爆轰速度的研究结果表明,丙烷-空气、乙烯-空气预混气体爆轰速度数值相差不大,丙烷-空气预混气体甚至稍高些;而氢气-空气的爆轰速度数值较高。而且随着管径的增加,管壁热损失增大及其阻力因素等原因影响使预混气体爆轰速度趋向平稳。最后,从经典传热学理论出发,推导出了阻火单元厚度与爆轰火焰速度之间的关系。并结合实验数据,提出了爆轰安全阻火速度的计算方法,为工业装置阻火器的设计和选型提供更为准确的参考依据。