Development of green-colour-emitting pyrotechnics as a core for 3D temperature imaging sensors inside coal boilers

Efficiency in the control operation of the boilers for coal and coal with biomass can be further improved if the flue gas temperature distribution can be better characterized. This is very difficult in these harsh environmental systems, where spatially resolved measurements are nearly impossible with solid-state sensors. In this work, we evaluate the development of pyrotechnic compounds that would serve as the basis for a novel optical mapping of the temperature inside coal boilers. For this purpose, various green-colour-emitting pyrotechnics using BaCl₂ · 2H₂O and Ba(NO₃)₂ as the green light source were prepared, as this colour offers a distinct signal from the combustion-based background in the boiler. These pyrotechnics were characterized using thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD) and tested using a flat-flame burner. Furthermore, the composition was varied to evaluate the effect of different metal fuels such as Sn, Co, and Mg, as well as various binders such as ethylcellulose, shellac, parlon, and PVC on green light emission. The emission intensity and the apparent ignition temperature were strongly dependent on the metal type, with Mg showing higher intensities. On the other hand, the effect of the binder showed that the ignition behaviour, emission intensity, and spectral purity were influenced by the nature and exothermicity of the binder. The addition of other potential green light-producing materials, such as boric acid, increased the intensity of emission by 17% for a BaCl₂ · 2H₂O-based composition. This study identified prospective compositions with intense and bright green-colour emissions that have high spectral purities.     

烟火型摄影剂研究

简述了烟火摄影剂的作用原理、配方设计、制备工艺及性能；介绍了应用照度计和示波器测试摄影剂性能参数的方法．     

关于“试验信息熵”

从工程试验结果的随机性和不确定性出发,提出了"试验信息熵"的概念,并从目的、要求、信息传递模型和运用的数学工具等方面比较了试验信息熵和通信信息熵的异同,给出了试验信息熵和通信信息熵的数学表达式。特别提出了高可靠性成败型产品试验结果为"零失败"时试验信息熵的特殊形式。举例说明了试验信息熵在燃爆产品可靠性评估中的应用,并通过大样本试验结果验证了基于试验信息熵可靠性评估方法的实用性。     

羧甲基纤维素叠氮化铅微装药压力与密度关系试验研究

微尺寸下的压药压力与装药密度的关系是微机电系统(MEMS)引信装药密度、装药量及其爆轰特性研究与设计的基础性能参数。本实验采用容积法对微尺寸0.9mm和常规尺寸5.28mm直径的羧甲基纤维素叠氮化铅(简称羧铅)压药压力与装药密度的关系进行了研究,分别得到两种尺寸装药的拟合公式及其关系曲线,由此得出微尺寸与一般尺寸的压药压力与装药密度关系存在不同,其原因可能为冲头与管壳配合的摩擦力不同,同时得到了两种装药孔隙率和应力之间的关系。     

含能材料电流点火感度的概率分布研究

将Frank-Kamenetskii参数和电阻假设为正态分布的随机变量,应用二维随机变量函数的概率密度公式,推导出了含能材料电流点火感度的概率密度函数.进一步得出了含能材料电流点火的可靠度的计算方法.结果表明：含能材料的电流点火的感度分布函数不是一个简单的数学函数,而是由桥丝的电阻、质量、比热容和含能材料的比热容、密度、反应热、频率因子、导热系数、活化能等物理化学参数综合影响的复杂函数.     

硼粉在含能材料中的应用性研究

硼粉具有较高的质量热和体积热,因此在含能材料中具有较大的应用潜力。介绍了硼粉在烟火与火工药剂、推进剂、混合炸药等含能材料中的应用,综述了硼粉在含能材料中应用的能量优势、应用中存在的问题及解决问题采取的技术途径,为硼粉在含能材料中的应用研究提供参考。     

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。     

一种火工品子系统烤爆温度的仿真分析

烤爆温度是钝感火工品热安全性的重要标志,采用Ansys有限元模型对某火工品子系统的烤爆温度进行了仿真分析,分别计算了对流换热系数、初始温度、装药密度及药壳比等的影响;计算结果表明,对流换热系数、药壳比越大,初始温度越高,火工品子系统的烤爆温度越低;装药密度对火工品子系统烤爆温度的影响不显著,可以忽略不计;以上结果与相关文献、试验结果基本一致。     

延期药粒度级配对延期精度的影响

基于粒度级配原理,制备了不同粒度的Si粉和CuO粉,混制了不同级配规格的Si-CuO延期药,进行了各规格延期药延期精度试验。结果表明:氧化剂或可燃剂粒度分布一致性越好越有利于提高延期精度;氧化剂与可燃剂3级级配不利于提高延期药延期精度。接近最佳级配的2级粒度级配,延期药的延期精度较高。     

固体火箭发动机水射流清理工艺的多目标优化

为兼顾固体火箭发动机水射流清理工艺的安全性、高效性、环保性,在水射流清理实验和废水收集实验的基础上,以清理作业中推进剂质量损失速率、废水产生速率为优化目标,以射流压力、靶距、喷嘴直径、单次清理时间为变量并加以约束条件,建立了固体火箭发动机水射流清理工艺的多目标优化方法。利用代理模型技术建立了推进剂质量损失速率的代理计算模型和废水产生速率的理论计算模型,使用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求得了Pareto优化解集。该优化解集可为不同情况下的水射流清理工艺设计中推进剂质量损失速率和废水产生速率的匹配提供多种方案。用推进剂质量损失速率和废水产生速率的最佳匹配,由HTPB推进剂单位质量损失所造成的废水产生量仅为14.25 m L·g-1。