燃烧面积对烟火药水下燃烧特性的影响研究

从燃烧理论和流体动力学的角度出发,研究燃烧面积对烟火药水下燃烧特性的影响,基于所构建的气泡动力学模型,计算分析了不同燃烧面积时烟火药水下燃烧的特性。结果表明:在其他条件不变的情况下,随着燃烧面积的增加,燃烧室内气体达到稳定燃烧所需的压力增加,气泡的膨胀速度、气泡体积变化的加速度以及对应的声压级亦随之增加。     

高热剂含量对烟火药水下燃烧声辐射特性的影响

为探讨燃烧产物热量对声辐射特性的影响,采用水声测试系统,实验研究了高热剂含量不同的药剂水下燃烧时的声辐射特性。结果表明,添加适量的高热剂时,能够显著提高声能。当高热剂的含量为25%左右时效果较佳,15g药剂水下燃烧时的声压级达到了158.8dB,频率主要分布在5kHz以下,但当超过25%时声能开始下降。     

高温粒子特性对气泡动力学与声辐射特性的影响

为探讨烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的声辐射特性,基于传热传质理论构建了烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的气泡动力学模型,计算分析了高温粒子的初始温度和粒径对气泡动力学与声辐射特性的影响。结果表明,当燃烧深度为1m时,随着高温粒子初始温度和高温粒子初始半径的增加,所形成气泡的体积、体积变化的加速度以及声压级均随之增大:高温粒子初始温度每增加200K,气泡的体积、体积变化的加速度和声压级分别平均增加1.01倍、1.78倍和1.04倍;其初始半径每增加0.4mm,则气泡的体积、体积变化的加速度和声压级分别平均增加1.78倍、2.28倍和1.15倍。     

烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的气泡动力学模型

为研究烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的声辐射特性,基于传热传质理论,推导了单个Al₂O₃高温粒子与水作用的气泡动力学模型,计算得到了气泡半径和半径增长速度随时间变化的关系曲线,并将气泡半径计算结果与文献结果进行比较。结果表明,随着时间的增加,Al₂O₃高温粒子不断冷却,气泡半径不断增加,但增长速度越来越缓慢,计算结果与文献结果吻合较好。     

Mg/KClO4燃烧火焰中正在燃烧粒子研究

为研究烟火药火焰中正在燃烧粒子的尺寸与数量分布,采用射流取样与高速摄影的分析方法,通过变换射流取样口的高度,并与标准粒子进行比较,得到火焰中燃烧粒子的尺寸与数量分布.分析显示:Mg/KClO4烟火药火焰中含有大量的正在燃烧粒子,这些正在燃烧粒子包括金属液滴和复合粒子,复合粒子能够连续裂解;随着喷口取样位置的上升,正在燃烧粒子的数量分布快速衰减.     

具有脉动燃烧效应的烟火药水中燃烧声频特性

为研究一种新型的水声无源干扰材料,采用水声测试系统,对具有脉动燃烧效应的烟火药的水中燃烧进行了试验研究,测试了所形成的声频特性,并探讨了其形成的原因。结果表明,15 g具有脉动燃烧效应的烟火药水中燃烧时能形成声压最高为340 Pa,对应的声压级为51dB,燃烧持续时间为18.5 s,频率主要为0~2000 Hz之间的低声频。     

烟火药燃烧粒子流场的实验研究与数学模型

烟火药的点火能力、光辐射效率等性能与其火焰中燃烧粒子的速度分布相关。利用高速摄影仪对以高氯酸钾、镁粉和硝化棉等构成的烟火药的燃烧粒子的分布进行了实验研究,并根据相关算法对流场进行了数学模拟。通过二值化图像处理方法对高速摄影仪摄取到的连续图片进行了粒子的跟踪统计与速度矢量的分析。通过灰度值加权质心计算法计算出每个正在燃烧粒子的运动轨迹,并建立了正在燃烧粒子运动矢量的数学模型。结果表明:在分析烟火药燃烧粒子的重力、浮力和曳力等条件的影响下,可以建立燃烧反应粒子的坐标与速度的粒子轨迹模型,进而得到燃烧粒子的速度区域分布,该模型能够较好地体现烟火药的火焰粒子的轨迹特征与火焰结构。     

烟火药水中燃烧信号的小波包去噪研究

针对水声信号的低信噪比、非平稳等特点,采用小波包去噪的方法,研究了烟火药水中燃烧信号的去噪问题,并结合Matlab软件编程来实现。通过去噪后的信噪比（SNR）的计算,对该方法的去噪效果进行了定量评估。结果表明,利用小波包分析对烟火药水中燃烧信号进行去噪处理具有一定的可行性。     

基于支持向量机的Mg/PTFE烟火药燃烧特性预测

为了提高烟火药燃烧特性预测的准确性,采用支持向量机(support vector machine,SVM)理论对镁/聚四氟乙烯(Mg/PTFE)烟火药的燃烧特性进行了预测,并将预测结果与测试结果进行了比较。结果表明,由支持向量机预测模型得到的结果与实验结果基本一致,预测的燃速最大相对误差为9.96%,燃烧温度最大相对误差为9.84%,燃烧热最大相对误差为4.20%。     

硝酸铷类红外烟火药剂的燃烧性能

研究了以硝酸铷为氧化剂,分别以金属镁粉、镁铝合金粉、钛粉、氢化钛粉、硼为可燃剂,以氟橡胶(FPM)为黏合剂组成的5组烟火药剂的燃烧性能,用DSC分析了药剂的分解过程,测定了燃烧热和燃烧火焰温度,并与REAL程序计算的绝热火焰温度值进行了比较,测试了烟火药剂的近红外(0.7～1.1μm)辐射强度和可见光(0.4～0.7μm)光强。结果表明:含B与Ti的热分解过程较类似;Mg/RbNO3/FPM烟火药剂的燃烧热值最高为4939 kJ.kg-1,5组药剂燃烧热顺序为Mg>Al3Mg4>TiH2>Ti>B。Ti/RbNO3/FPM烟火药剂的燃烧火焰温度最高,高于2700℃,实测的燃烧火焰温度比REAL程序计算的理论绝热火焰温度低;TiH2的近红外(0.7～1.1μm)辐射强度与可见光光强之比为1.654,隐身指数较高,有望成为良好的红外照明剂组分。     

氧差对烟火药光辐射强度的影响

采用闪光有效光强测定仪和非接触式红外测温仪,对一系列不同氧差的硝酸钡、镁粉和酚醛树脂烟火药反应体系进行了试验研究.结果表明:在负氧情况下,随着氧差绝对值的增大,光辐射强度、燃烧温度和燃速也随之增大,当达到一定程度时,则随着氧差的增大而减小;当氧差为-24g时达到最大值,此时对应的光强为44.81kcd,燃烧温度为1 379.9℃,燃速为13.93mm·s-1.     

硼/铅丹烟火药剂燃烧性能的研究

本文测定了不同配比的硼,铅丹烟火药剂的燃速、燃烧反应热等参数,通过差热分析、X射线衍射分析等方法,对其燃烧性能进行了研究并对产生差异的原因进行了讨论。结果表明：硼粉质量分数达3．0％以上时,易发火,点火能力较强,趋近于1．0％时点火能力明显减弱。     

硼系延期药燃烧特性分析

采用高速摄影技术对B/BaCrO4延期药的燃烧特性进行实验研究,结果表明:B/BaCrO4延期药的燃烧过程由一系列脉动燃烧组成,燃烧过程中存在明显的气体流动,并且生成熔融状液滴或层状燃烧产物;产物对气流的阻力作用导致燃烧表面处压力大于环境压力,达到固体产物强度时,产物剥离燃烧表面,并且随着气流流动;B含量为14%的B/BaCrO4延期药燃烧形成的层状物层厚为1.2 mm,剥离周期为17.8 ms;B含量为8%~16%时,B/BaCrO4延期药的燃速随着B含量的增加而增大。     

铝粉形态学特征对Al/KClO4燃烧性能的影响

铝粉形态学特征是影响含铝点火药燃烧性能的关键因素.采用差示扫描量热法研究了不同形貌和粒度的铝粉在Al/ KClO4点火药体系的热分解行为及燃烧反应机理,得到了体系晶形转化、熔化、界面液相反应、气相氧化4个阶段的热分解反应方程式;从热分解温度、燃烧热、燃烧速度3个方面,分析了铝粉形态学特征对点火药燃烧性能的影响,得到了体...     

负压环境下铝镁贫氧推进剂激光点火及燃烧特性

为研究不同负压对铝镁贫氧推进剂的点火及燃烧特性的影响,在负压环境下(0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1 MPa)和不同热流下(1.26,1.86,2.23,2.79 W·mm~(-2))采用CO_2激光点火系统对铝镁贫氧推进剂进行点火实验,使用高速摄影仪记录点火燃烧过程,使用两个光电二极管同时监测激光和火焰信号得到其点火延迟时间,研究了负压对推进剂点火延迟时间、燃烧过程和燃速的影响。结果表明,压强影响推进剂热解气体的扩散,压强为0.08 MPa时,初焰为圆柱状,随着压强降低至0.02 MPa,初焰为圆球状;随着压强的降低,推进剂点火延迟时间增加,但随着热流密度的增大,压强对点火延迟时间的影响显著降低;压强对推进剂燃速影响较大,随着压强的降低,推进剂燃速降低,当压强从0.1 MPa降至0.01 MPa时,燃速降低47%;同时,在负压环境下,Vielle燃速公式更适用于表征铝镁贫氧推进剂的燃速特性。