HTPB固体推进剂落锤撞击试验及点火响应模拟

HTPB复合固体推进剂在低幅值长脉冲压力作用下可能发生意外点火,进而发展成燃烧或爆轰导致严重后果。为研究HTPB复合固体推进剂药片在撞击作用下的受力状态及点火机制,建立了卡斯特落锤仪的冲击力测试系统,并获得了落锤撞击作用下推进剂药片特性落高值及其不同高度时药片的落锤冲击力载荷曲线。基于落锤撞击测试装置建模,开展推进剂药片的落锤撞击点火试验数值模拟。研究结果表明,药片在2 kg落锤下的特性落高值H50为29.5 cm,药片表面受到冲击力峰值36.9 kN及作用时间0.40 ms;数值模拟结果显示,药片发生点火的特性落高在28~30 cm之间,与试验结果相吻合;药片受到落锤冲击发生径向变形,且表面局部应力集中,同时HTPB粘结剂发生塑性流动及摩擦,导致药片局部点高温,直至诱发AP颗粒热分解发生点火响应;模拟计算得到了2 kg落锤撞击药片点火的压力峰值470.9 MPa,点火时间约为0.30 ms。

热压成型工艺制备PTFE/Al活性材料及其力学性能与撞击释能特性

为解决烧结工艺制备聚四氟乙烯/铝(PTFE/Al)存在成型时间长、温度过高等问题,采用冷压(25℃)与热压(180、200、220、240、300、330℃)方法制备PTFE/Al活性材料;利用准静态压缩试验,测试了活性材料的准静态力学性能;利用落锤测试系统定量分析撞击点火响应,以研究不同热压成型温度下活性材料力学性能及释能特性;采用阿基米德方式测试了活性材料的密度。结果表明,PTFE/Al活性材料在压制过程中存在密实均匀区,在40 MPa外界高压下可得到较为密实的试样;不同热压成型温度下的PTFE/Al活性材料呈脆性,抗压强度在11~13 MPa,当热压温度为300℃时,活性材料抗压强度最大为13.5 MPa,同时也具有一定的释能特性;当热压温度升高时PTFE/Al活性材料有更高的断裂韧性。由于成型温度不同,同时也导致其释能效率与初始激发能不同,与冷压成型试样相比,热压成型(300℃)试样释能效率提高3%左右。

矿区周边土壤重金属污染优先控制因子及健康风险评价研究

土壤重金属污染已严重威胁生态环境和人类健康。由于资源和成本的限制,确定土壤污染的优先控制因子和污染源是管控和治理土壤重金属污染的关键。于内蒙古河套地区某矿区及周边区域共采集31个土壤样品(0—20 cm),基于污染指数法、PMF模型、Monte Carlo模拟和USEPA健康风险评价模型等耦合模拟研究,探究其土壤重金属的污染特征、污染源及其对人体健康的危害,确定土壤重金属污染管控中的污染源和污染元素等优先控制因子,以期为矿区土壤重金属污染防治和管控提供科学依据。结果表明,Cd、Cu、Zn、Ni、Pb、Cr和As 7种重金属平均含量均超过内蒙古河套地区土壤背景值,Cu和Pb超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)的风险筛选值。利用PMF模型结合相关性分析,确定土壤重金属主要来源为交通污染源(34.7%)、农业污染源(9.3%)、自然母质源(17.8%)以及尾矿污染源(38.2%)。健康风险评价结果显示,儿童和成人均存在致癌风险,而非致癌健康风险只有儿童超过了可接受值。基于源导向的健康风险评价表明,As和Cr为优先控制元素,尾矿污染源和自然母质源为优先控制污染源。

直饮水制备工艺中活性炭优化试验

为提高包头市水厂以自来水为水源制备直饮水的效率,减轻余氯对反渗透膜的降解,筛选活性炭法去除自来水中余氯所需的最佳碘值和最适流速。结果表明,碘值为1100 mg/g的煤质粒状活性炭对余氯去除效果最好,去除率最高可达95%,而目前工艺中使用的碘值为1000 mg/g活性炭去除率为85%左右,活性炭的不同碘值对自来水中Cl-去除影响较大,对pH、总溶解性固体(TDS)、氧化还原电位影响较小。此外,采用碘值为1100 mg/g活性炭过滤时,可在10 m/h基础上适当增大过滤速度以提高制水效率、降低制水成本,为水厂健康发展提供一定帮助。