某直列式点火器双路瞎火故障分析与改进

针对某直列式点火器在低温点火试验中出现的双路冲击片点火管瞎火问题,进行了故障定位及原因分析,提出了改进措施并对其有效性进行了试验验证。结果表明:造成双路瞎火故障的原因是点火器转接件焊点异常处的气体间隙弧光放电;提出将2个回路的触发信号时间间隔调整为50μs,按照HB 7262航空产品电装工艺的相关规定细化电装工艺,增加对能量传输通道的介质耐压检测等改进措施。验证试验表明采取改进措施后,消除了弧光放电现象,点火器内的2个爆炸箔表面均有明显的电爆炸痕迹。

不同电激励方式对桥带电点火器的性能影响

为解决恒流发火在多点点火时的电源功耗和线缆能量损耗等问题,提出了采用电容放电激励方式起爆桥带电点火器,开展电容放电激励下桥带换能元的伏安特性、能量转换特性研究,并对比电容放电及恒流两种激励方式下桥带换能元的作用特性及桥带电点火器的输出特性。研究表明:采用电容放电激励起爆桥带换能元时,电容容值和充电电压的增加对桥带换能元的放电电压和电流峰值、断桥时间、能量利用率影响较大,达到桥带起爆的有效能量均为0.17J;采用电容放电激励方式时,桥带出现电爆炸现象,而采用恒流激励时桥带出现电热现象,两种不同电激励下双桥之间能量加载互不干扰;相比电容放电激励方式,采用恒流激励起爆电点火器时的建压时间、峰值压力及峰值时间均较大。

煤炭地下气化电点火器设计及模拟点火实验研究

煤炭地下气化点火阶段目的是利用点火器引燃点火材料燃烧产生高温并引燃煤层,为下一步地下气化炉注气燃烧气化创造条件,是煤炭地下气化工程的关键步骤之一。本文采用电点火器对以煤炭和木柴为主的燃料进行点燃,明晰电点火器及点火材料点燃过程中升温规律,揭示点火材料的燃烧过程规律。结果表明:本文设计了3根长度750 mm的φ12U型电加热管,工作功率为3000 W;以木柴和煤炭为点火材料时,加热至220℃煤样底部木柴开始燃烧;当加热20 min左右,温度达到500℃,此时热能主要来自于点火材料燃烧所产生的热量,表明点火成功;实验过程中点火材料的最高温度可达到879℃。本文设计U型电加热管在较短时间内引燃点火材料,为有井式煤炭地下气化点火过程提供有效的科学指导。

直燃式点火器在梅钢炼钢厂的研究与应用

梅钢炼钢厂五座转炉原有转炉煤气放散塔,为了防止转炉冶炼过程中的转炉煤气无法点燃(因转炉煤气在非回收阶段热值较低,采用常规技术无法点燃)而直接排放到大气中,故由其自身控制系统控制放散的频度。目前在实际运行中,常明灯及点火伴烧系统使用的点火和伴烧燃料气是焦炉煤气,且连续不间断燃烧,焦炉煤气消耗严重。设置3台常明灯及1根伴烧环管,连续不间断使用焦炉煤气点燃转炉煤气,焦炉煤气消耗量大,能源浪费严重,能源成本较高。

一种无人机火箭助推器用点火器的设计与性能探究

介绍了一种点火器结构、发火元件、主装药剂及引火药剂的设计与选择,采用半导体桥式发火元件,利用两种相容性较好的引火药剂制作引火元件,内层药剂发火可靠性好、外层药剂能量密度高且反应迅速,提升了引火元件的综合性能。对该点火器的点火输出压强指标进行了重点探究,试验结果表明,在590 mL容腔内,其点火输出压强不小于5.5 MPa,作用时间不大于100 ms。对该点火器的其他性能进行了验证,表明该点火器电性能优越,发火可靠性高,满足无人机火箭助推器的使用要求,具有很好的应用前景。

液氧-甲烷发动机点火器接口过度烧蚀问题研究

针对某液氧-甲烷发动机试车中出现的点火器与管路接口过度烧蚀问题,进行了原因分析及试验验证,提出改进措施并对其进行试验验证。结果表明:接口倒台阶和缝隙过大是造成过度烧蚀的原因。采用“突变式”变径结构代替“斜面过度”变径结构,可避免点火器与管路内径公差设计不合理及装配不对位造成的倒台阶问题;并且,将石墨垫圈厚度由4.0~4.5 mm调整为2.6~3.0 mm,可使压紧后接口缝隙小于0.1 mm。试验表明改进措施有效。

多路并联半导体桥点火器同步发火故障机理研究

半导体桥点火器在工程应用中通常为多个产品并联在同一供电回路中使用,以实现火工装置同步点火。在实际应用中有时会出现某个火工装置点火失败的现象。当前,研究主要集中在半导体桥点火器本身电阻变化对单路点火过程电流、电压的影响,对多路并联半导体桥电流响应特性的研究较少。半导体桥点火器在多路并联同步使用时,作用机理及故障原理不清限制了其在该场合中的应用。文章设计搭建了多路并联半导体桥点火器点火电路,通过试验发现点火器多路并联使用时,支路电流存在突然下降或上升速度缓慢的现象,均可能造成点火器半导体桥区烧蚀不完全或瞎火。结合半导体桥点火器的点火机理分析得出电路电流突然下降会导致相变过程中止、电流上升较慢会导致相变能量不足,均会造成半导体桥电爆能量无法正常释放,进而无法正常激发内部起爆药,这是半导体桥点火器用在多路并联电路情况时出现点火失败的重要原因。

点火器冷却气流对点火过程影响的实验研究

为提高多通道等离子体点火器的工作可靠性和使用寿命,解决放电引起的瞬时高温和工作环境长时间高温引发的点火器端部烧蚀问题,本文基于嵌入式多通道等离子体点火器和强制对流换热的冷却方式,设计研制了冷却型多通道等离子体点火器,并建立了单头部旋流喷雾基础燃烧室实验系统,开展了冷却型多通道等离子体点火器点火特性实验研究。利用CH*自发光信号诊断系统结合数值图像处理方法分析了放电通道数、冷却气流流量和来流流量对点火过程的影响,并比较了不同条件下的贫油点火边界。结果表明:冷却气流增大了贫油点火极限当量比和点火延迟时间。在400SLM来流、50SLM冷却气流条件下,多通道等离子体点火器的点火极限当量比为0.304,点火延迟时间为37.4ms,均大于无冷却气流工况。相较于单通道点火器,多通道等离子体点火器能显著拓宽贫油点火边界,且受冷却气流影响较小。在400SLM来流且无冷却气流条件下,多通道等离子体点火器可以拓展点火边界3.2%,而在50SLM冷却气流下拓宽效果达到3.7%。

某点火器工作故障分析及改进

针对某点火器在试验过程中发生管体破碎和输出压强峰值较高的问题,分析了导致该工作故障的可能原因,认为点火过程中药柱内外通道压差过大导致药柱压碎后增大了燃面,从而使压强异常升高。对药柱挡板结构进行了优化设计,以期减小药柱内外通道的压差,并通过对点火过程的流场仿真验证了其可行性。最终试验结果表明改进措施有效,输出压强峰值满足设计要求,提高了点火器工作的安全性和可靠性。

B/KNO_(3)激光点火器装药参数与点火性能研究

为了探索硼/硝酸钾(B/KNO_(3))激光点火器的装药参数对其点火性能的影响,设计了光窗式B/KNO_(3)激光点火器并搭建了激光点火系统,试验研究了硝酸钾粒径、硼与硝酸钾配比、添加粘结剂种类与质量分数、B/KNO_(3)装药密度及输入端密封性等因素对其发火功率和点火延迟时间的影响。结果表明:硝酸钾粒径为2~12μm、wB∶wKNO_(3)为3∶7、添加3%的酚醛树脂、装药密度为1.6g·cm^(-3)的B/KNO_(3)激光点火器的点火性能最佳,其发火功率和点火延迟时间分别为4.52 W和160 ms;对B/KNO_(3)激光点火器进行密封设计可进一步增强其点火性能,其发火功率和点火延迟时间分别为4.24 W和120 ms。

点火器的火花放电能量转换分析

火花放电是一种航空发动机点火方式,通过研究点火器的火花放电能量转换过程,有助于提升点火器性能。实验向电极间隙为1 mm的火花塞施加4 kV固定电压,通过调整储能电容大小改变火花塞释放的能量。采用放电回路等效模型计算火花能量,火花能量从0.44 J增加至7.87 J时,电能转换效率从54.99%降低至49.23%。建立火花放电全局模型,仿真得到电子数密度、电子温度和环境温度,发现40.91%~62.51%火花能量转换为重粒子总和热能,0.18%~0.33%火花能量转换为电子总和能量。采用高速纹影技术拍摄火花放电动态过程,发现气流动能非常小,可忽略不计。

基于FDS的电点火器件制造车间火灾危险性研究

电点火器件生产存在产品危险度高、场所火灾风险大以及安全隐患认识片面等问题。以某民爆产品生产企业典型电点火器件制造车间为研究对象,利用FDS软件通过对其火灾危险性进行数值模拟分析,研究有风和无风两种条件下点火器件制造车间内发生火灾事故后火焰及烟气的蔓延规律以及温度、能见度、烟气层高度等参数的变化特征,并重点分析制造车间内火焰及烟气形成的高温对其他电点火器件的影响,据此确定火灾发生后的危险地点和相对安全的人员逃生路线。结果表明:相比于无风条件,有风条件下制造车间内火灾人员逃生时间缩短25~50 s;风存在与否对人员选择逃生路线有关键的影响,由于有风条件下火灾燃烧速度加快,烟气产生和扩散速度也增加,人员逃离速度要求更高,因此有、无风时人员应选择不同的逃生路线。

气氧/酒精点火器设计及试验研究

针对蒸汽发生器多次重复稳定点火的需求,设计了一种气氧/酒精点火器。根据点火流量、压力、温度需求理论计算得到点火器的结构参数,并对点火器进行了冷调试验和点火试验研究,验证了其点火可靠性。试验结果表明,点火器采用双组元气液混合喷嘴+圆筒状燃烧室+喉部收缩出口的结构方案,出口能生成稳定的点火火炬,点火参数符合设计要求;点火器的混合比和总流量能够在一定范围内调整,多种不同混合比下,点火器均能够成功点火,点火成功率几乎为100%。

机电式点火器测试仪校准系统的设计与实现

为实现机电式点火器测试仪的有效溯源,本文设计了专用的机电式点火器测试仪校准系统。该校准系统控制核心采用STM32微控制器,通过控制内置的定时器、I/O、ADC等外设资源,实现对机电式点火器各项功能参数、各种可能的试验状态及工作时序的模拟,最终完成机电式点火器测试仪的全面校准。

一种带约束管的爆炸箔点火器的结构设计

为降低X型爆炸箔点火器的发火电压,提高点火可靠性,设计了一种带约束管的爆炸箔点火器。它由壳体、约束管、点火药、盖片和堵盖等组成,外径为18.00 mm,高度为25.00 mm;输入点火药选用爆发点较低的热敏感型B/KNO_(3)点火药,装药密度为(1.45±0.05)g/cm^(3),装药量为(0.13±0.05)g;输出点火药选择许用B/KNO_(3)点火药,装药密度为(1.75±0.05)g/cm^(3),装药量为(0.62±0.05)g;输入装药约束管外径为5.00 mm,高度为4.50 mm,厚度为0.50 mm;输出装药约束管外径为8.00 mm,高度为7.00 mm,厚度为0.50 mm。并对爆炸箔点火器进行结构强度仿真和主要性能测试。结果表明:点火器在点火过程受到的最大应力约为54.513 MPa,最大应变约为3.6993×10^(-4);输出压力为17.90 MPa;50%发火电压为672 V。满足了使用要求。

密闭爆发器结构对点火器输出压力测试结果的影响

为研究密闭爆发器对点火器输出峰值压力和达到峰值压力时间的影响,针对特定点火器,设计了4种长径比、 2种测点的密闭爆发器,在相同激励条件和测试条件下开展相关研究。结果表明:密闭爆发器长径比和测点的位置对结果具有一定影响。在工程应用上优先推荐长径比1.0:1.0、测点位置在长度方向中点处的密闭爆发器。

零长发射方式无人机点火器设计

零长发射方式无人机采用助推火箭保证无人机的发射,助推火箭的点火是其中的关键部分组件。为实现助推火箭点火,设计了零长发射方式无人机点火器,设计的点火器通过电池组供电,使用万用表实现电池电压和助推火箭的电爆火头阻值检测。为保证助推火箭的安全性,设计了基于NE555的防检测时间过长电路,使点火器具有较高的安全性。

核电厂氢气点火器温湿度影响因素的研究

核电厂氢气浓度控制系统主要用于控制安全壳内氢气浓度,防止由于事故工况下氢气浓度增加而产生氢气爆炸风险。氢气点火器是其中的一个重要组成部分,在通电工作状态下,当其点火元件达到927℃时将燃烧安全壳内的氢气,从而降低氢气浓度。通过对氢气点火器进行不同温湿度条件下的通电实验,收集通电后温度变化情况,研究温湿度对氢气点火器的影响。

空气等离子体射流点火器的光谱特性实验研究

为研究空气等离子体射流点火器的光谱特性,以空气作为点火器的工作介质进行了等离子体点火器射流实验。测量了以空气为工作介质的等离子体点火器的发射光谱,计算了等离子体点火射流的电子温度、转动温度和点火射流温度,研究了工作介质质量流量、点火驱动电源输出电流对电子温度和点火射流温度特性的影响。实验结果表明：空气等离子体射流点火器喷出的等离子体射流发射光谱中主要包括2 2NO（BΠ→XΠ）的β带谱线和2 2NO（A XΠ）＋Σ→的γ带谱线、氮气第二正带系3 32 uN（CΠBΠ）g→的振动态谱线、氮气离子第一负系2 22N（B X）u g＋＋＋Σ→Σ的振动态谱线,以及氧原子、氮原子谱线;通过对发射光谱中氮气离子第一负系2 22N（B X）u g＋＋＋Σ→Σ谱带在390~391.6 nm范围进行拟合,典型状态下,等离子体点火器射流的转动温度为3 500 K;电子温度和点火器的射流温度随射流远离阳极喷口先升高后降低,随工作介质质量流量的增大而逐渐降低,随点火驱动电源输出电流的增大而升高。

灶具脉冲点火器温升模拟及温度场优化研究

为解决大火力小底壳灶具脉冲点火器温升问题,采用Realizablek-e湍流模型、DO辐射模型、Couple算法模拟仿真与实验测试相结合的方法,设计多种方案如调整脉冲点火器安装位置、增加挡板、增加散热孔来研究分析各情况下脉冲点火器的温升。脉冲点火器位置下移后,平均温度升高2℃;增加挡板后,平均温度降低2℃;增加开孔后脉冲点火器的温度有微小降低,不如增加挡板效果明显。左侧引射管距离脉冲点火器相较于右侧更近,使脉冲点火器左侧壁温度高于右侧壁温度。