管道内障碍物形状对瓦斯爆炸影响的试验研究

为了预防和降低瓦斯爆炸造成的危害,利用自制的水平管道式可燃气体-粉尘爆炸装置模拟矿井巷道,在常温常压下,使用4种不同形状的障碍物,研究瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的变化规律。结果表明:障碍物的存在对瓦斯爆炸具有显著影响,增大了爆炸压力和火焰传播速度,改变了爆炸压力变化规律。障碍物形状对瓦斯爆炸影响程度不同,即挡板障碍物使得爆炸压力和火焰传播速度最大,4孔圆环影响最小。

水平管道内铝粉爆炸特性的试验研究

为研究铝粉在密闭空间内爆炸特性,降低其爆炸造成的损害,利用自行设计的水平管道式可燃气体-粉尘爆炸装置,在室温下对粒度为6～8μm,9～12μm,15～17μm的铝粉在100～800 g/m3浓度范围内的爆炸特性进行试验研究。结果表明:铝粉在浓度为600 g/m3时,最大爆炸压力和最大压力上升速率最大,爆炸时间最小;铝粉浓度较低时,由于氧气充足,随着铝粉浓度增大,最大爆炸压力和最大压力上升速率增大,爆炸时间减小;当铝粉浓度超过600 g/m3,受到氧气浓度限制,最大爆炸压力和最大压力上升速率随浓度增大而减小,爆炸时间增大;相同浓度的铝粉,粒度越小,最大爆炸压力和最大压力上升速率越大,爆炸时间越小。粒度越小的铝粉,爆炸的可能性和危险性越大。

环形障碍物对瓦斯爆炸影响的实验研究

研究障碍物对瓦斯爆炸的影响,对预防和减小煤矿巷道内的瓦斯爆炸危害具有重要意义.利用长径比约为70的水平管道式爆炸实验装置,在常温常压下研究环形障碍物的数量、阻塞率和间距对瓦斯爆炸特性的影响.结果表明:障碍物的存在对瓦斯爆炸具有激励作用,其中障碍物的数量和阻塞率激励效果明显,而间距对其影响较小.研究结果对于预防和控制瓦斯爆炸事故有一定的参考意义.

垂直哈特曼管与水平管道中铝粉爆炸特性

为研究铝粉粉尘在封闭空间中的爆炸特性,在其他实验条件相同的情况下研究两种不同的装置下点火延迟时间对铝粉爆炸参数的影响。结果表明:在哈特曼装置中的铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率都小于水平管道,且在最大爆炸压力上升速率上的差距更大。存在一个最佳点火时间使铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率同时达到最大值;哈特曼管中铝粉的最佳点火延迟时间小于水平管道。

管道直径对瓦斯爆炸压力的影响研究

为研究不同直径的管道对瓦斯爆炸压力的影响,以期降低瓦斯爆炸造成的危害,在光滑水平管道上,分别接入3种不同尺寸的直管,进行甲烷与空气混合气体爆炸试验。结果表明,在光滑水平管道中,爆炸压力随爆炸波传播距离的增大而递增。接入小直径连通管后,爆炸压力变化情况是,在连通管之前压力显著增大,之后则减小。当分别接入0.28 m长的管道,直径由88 mm变为108 mm时,及直径为108 mm管道,长度由0.28 m变为0.56 m时,各测试点压力均增加。连通管直径变化对压力的影响较长度变化的影响大。

管道倾斜角对瓦斯爆炸影响的实验研究

利用自制管道建立实验系统,测试并分析管道内甲烷爆炸过程中的最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率。结果表明:倾斜角存在的条件下,甲烷最大爆炸压力有所减小;最大爆炸压力上升速率在0°～2°范围内随着倾斜角增大而增大,在3°～4°范围内在前半段管增加,后半段管减小;当点火处位于管道一端时,管道倾斜能较大程度上改变甲烷爆炸环境。

长管中立体障碍物对瓦斯爆炸特性影响的研究

管道内可燃气体火焰传播与障碍物相互作用的过程的研究对爆炸场所预估和防爆工程设计具有重要的意义,在实际生产、生活中,火焰传播方向上的障碍物往往具有立体结构,基本没有平面结构,因此,利用长管密闭容器,在立体障碍物存在的条件下,研究了瓦斯爆炸压力和火焰传播速度。研究结果表明:随着障碍物数量的增加,瓦斯爆炸压力和火焰传播速度随之增大;阻塞率增加,瓦斯爆炸压力和火焰传播速度出现先增大后减小的现象,当阻塞率为50%时,其爆炸压力和火焰传播速度达到最大;障碍物的摆放形式对瓦斯爆炸压力和火焰传播速度也有一定的影响。

变直径管参数对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响

为了研究变直径管直径、长度及位置的变化对瓦斯爆炸火焰传播速度的影响,分别在等直径水平管道和加入不同规格变直径管后的水平管道中进行瓦斯爆炸试验。试验结果表明:在等直径水平管道中,火焰传播速度随着火焰传播距离的增大而减小,加入变直径管后,火焰传播速度在开始阶段稍有增加,而后大幅减小。火焰传播速度随着变直径管直径的增加而增加,随着变直径管长度的增加而减小。水平管道中的变直径管距离点火源越近,火焰传播速度大幅减小位置距离点火源越近。变直径管会导致火焰传播速度趋势的改变,尽量避免这种情况的出现可减低瓦斯爆炸危险程度。

变直径管内甲烷爆炸压力的测定

本文通过在等直径管中加入变直径管,研究了变直径管对甲烷爆炸压力的影响.实验结果表明:与等直径管相比,变直径管的存在对甲烷在长管中的爆炸传播规律产生了显著影响,改变了甲烷爆炸最大爆炸压力的变化趋势,最大爆炸压力曲线呈现明显的单峰三区形状;甲烷爆炸冲击波传播到变直径管的前端,即截面积突然变小的区域,冲击波气流湍流度加强,爆炸压力显著增大.因此,煤矿巷道中应尽量消除或减少截面积突然变小的区域.

置障条件下甲烷爆炸压力测试研究

煤矿巷道中障碍物随处可见,对瓦斯爆炸过程具有重要影响.为降低瓦斯爆炸造成的损害,利用甲烷-空气混合物,在自制的水平管道装置中,通过改变障碍物距点火源的位置、间距和数量,研究瓦斯爆炸压力的变化规律.结果表明:改变障碍物位置和间距,爆炸压力变化很小,说明障碍物的位置和间距对瓦斯爆炸压力无明显影响.随着障碍物数量的增加,爆炸压力也增大,当障碍物数量多于5片后,爆炸压力的变化较小,说明障碍物数量对瓦斯爆炸压力的影响明显,因此应尽量避免在巷道存放障碍物.

新型绿色起爆药1,1'-二羟基-5,5'-联四唑钾的晶体结构及性能研究

以1,1'-二羟基-5,5'-联四唑(BTO)为起始原料合成了新型绿色起爆药——1,1'-二羟基-5,5'-联四唑钾(BTOK)。用缓慢蒸发法首次培养了目标化合物的单晶,并通过X-射线单晶衍射测定了其晶体结构。通过差示扫描量热分析技术(DSC)和热重分析技术(TG-DTG)研究其热分解行为。测定了其5 s延滞期爆发点,摩擦感度,撞击感度和50%发火能量。结果表明,K^+与BTO形成7配位不对称结构,不同片层的BTO与K^+交替排列相互连接,构成三维网状结构。BTOK的热分解起始温度为307℃,表明其热稳定性良好,且放热过程具有明显起爆药特征。5 s延滞期爆发点为321℃,70°摆角、1.23 MPa条件下BTOK的摩擦感度爆炸百分数为56%,800 g落锤下,撞击感度H_(50)为22.5 cm,静电火花感度50%的发火能量为0.21 J。

1,1'-二羟基-5,5'-联四唑-二氨基乙二肟(DAGBTO)富氮含能盐的合成、晶体结构及热性能

以二氨基乙二肟(DAG)和1,1'-二羟基-5,5'-联四唑(BTO)为起始原料合成了新型富氮含能盐——1,1'-二羟基-5,5'-联四唑-二氨基乙二肟(DAGBTO)。用元素分析、傅里叶变换红外光谱、核磁和质谱对其结构进行了表征。培养了目标化合物的单晶,并通过X-射线单晶衍射仪测定了其晶体结构,结果表明其属于单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为:a=11.3121(11),b=6.4480(4),c=15.3202(16),β=105.990(2)°,V=1074.23(17)~3,Z=4,D_c=1.782 g·cm^(-3),F(000)=592。通过差示扫描量热分析仪(DSC)研究其热分解行为,并对其非等温反应动力学参数和热安全性参数进行计算,其反应活化能为210.6 kJ·mol^(-1)(Kissinger法)和207.9 kJ·mol^(-1)(Ozawa-Doyle法),二者一致性较好,热分解温度高于190℃,热爆炸临界温度Tbp为200.7℃。

颠覆性含能材料——高风险/高回报的远期战略性基础材料

颠覆性含能材料是指能量密度比常规制式含能材料（通常为10 3 J·g-1）（Jennifer A.Ciezak-Jenkins.Disruptive Energetics-Fundamental Science for The Future[R].2016.）至少高一个数量级的一类新型高能物质，主要包括金属氢、全氮化合物和高张力键能释放材料等。颠覆性含能材料是当前含能材料领域的制高点，是高风险/高回报的远期战略性基础材料，是引领未来发展的基础科学，是高能毁伤技术发展新方向。与常规含能材料相比，颠覆性含能材料的革新之处在于：（1）组分构成为单一的氮、氧、碳或小分子气态化合物，属于非碳氢氮氧/氟类体系；（2）制备工艺采用凝聚态物理（如超高压）合成技术，有别于传统的化学有机合成法，合成过程更加安全环保；（3）能量水平有重大突破，通常在10倍RDX当量以上（Jennifer A.Ciezak-Jenkins.Disruptive Energetics-Fundamental Science for the Future[R].2016.）；（4）储能方式主要为结构键能，而不是传统的分子化学能。

国外纳米铝热剂的最新研究进展

为了促进我国纳米铝热剂技术研究进步,及时把握国外纳米铝热剂技术的最新发展动向和应用,在系统跟踪国外最新发展动态的基础上,综述了美国、法国等国家在纳米铝热剂的制备技术及应用技术、新型纳米铝热剂混合物研究及其反应性能的最新研究进展,其中制备技术包括固相反应法、溶胶-凝胶法、燃烧合成法、生物合成法、低能耗放大生产方法等。表明纳米铝热剂经过20年的研究已从实验室研究转向预生产阶段;指出纳米铝热剂所具有的特殊优异性能将使其成为高性能含能材料的发展目标;随着纳米铝热剂在火炸药中的应用,将使推进剂具有更高的燃速,弹药更加小型化,可得到性能先进的燃料和添加剂组分,有望成为提高火炸药安全性的重要途径,从而满足未来对含能材料提出的更高要求。

国外二硝基茴香醚基炸药发展现状

为及时了解国外二硝基茴香醚(DNAN)炸药技术的发展现状,在系统跟踪国外技术文献和研发动态的基础上,综述了DNAN基炸药的配方设计、制备工艺、环境健康评估和装备应用等最新研究与进展。从中分析得出:美国DNAN基炸药技术发展最迅速,DNAN基炸药配方研究活跃,有多种配方已达到实用化水平;DNAN基熔铸炸药的环保和安全特性明显优于TNT,预示着其在不敏感弹药中具有广泛的应用前景;美军率先大规模装备IMX-101和IMX-104炸药并部署部队,标志着大口径炮弹炸药主装药的不敏感化换装已进入实施阶段;对DNAN的研究提出了建议,应重点发展DNAN基高性能熔铸炸药配方、先进制备工艺技术及应用技术。

弯管对瓦斯爆炸的影响研究

为了预防和降低瓦斯爆炸事故造成的危害,利用自制的水平管道式可燃气体-粉尘爆炸装置模拟矿井巷道,通过改变弯管的角度及位置,研究瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的变化规律。结果表明:弯管对瓦斯爆炸具有显著影响,使得最大爆炸压力增大,火焰传播速度加速。弯管角度对瓦斯爆炸影响不同,45°弯管影响最小,90°弯管影响最大。

坚持梦想 永不放弃

2013年金秋9月，我带着感激与憧憬来到北京理工大学，成为机电学院兵器科学与技术专业的博士研究生，开始了新阶段的学习与生活。我很荣幸加入到药剂组这个大家庭，跟随张建国教授学习含能材料的合成与制备。作为新成员的我，对于这个新环境无疑是陌生的，但导师和师兄、师姐热情和亲切的指导使我感到无比温暖，如今我已融入到这个大家庭。学习生活既忙碌又充实，我学到了很多知识，认识了很多朋友。

1,2,3-三唑类含能化合物的合成研究进展

1,2,3-三唑类含能化合物具有密度高、生成焓高及热稳定性好等特点,近年来受到科研人员的广泛研究和报道.较全面地综述了单环1,2,3-三唑、多环1,2,3-三唑和稠环1,2,3-三唑类含能化合物的研究成果,对其合成方法、感度和爆轰性能进行了总结.结果表明,1,2,3-三唑含能化合物具有良好的爆轰性能和热稳定性,在含能材料领域具有重要的研究价值和应用潜力.最后,对1,2,3-三唑含能化合物的发展现状进行总结与展望,提出了各类1,2,3-三唑含能化合物未来可能的应用方向,以期为从事含能化合物研究的科研人员提供一定的参考.

国外固体推进剂增材制造技术发展综述

增材制造技术是国外重点发展的数字化制造技术,近些年逐步拓展应用到固体推进剂制备领域,并取得重大创新发展。为全面了解固体推进剂增材制造技术最新研发状况,在系统跟踪国外动态信息的基础上,分析了固体推进剂增材制造技术的优势与特色,阐述了国外固体推进剂增材制造技术发展策略、最新进展,并分析了未来发展趋势。

国外颠覆性含能材料发展新动向分析

颠覆性含能材料是近年来备受关注的一类新概念含能材料和战略性前沿技术,代表了高能毁伤与推进技术发展新方向。为全面了解颠覆性含能材料最新研发状况,在系统跟踪国外动态信息的基础上,阐述了颠覆性含能材料发展的主要动向、背景及举措、应用前景及意义,重点分析了金属氢、全氮化合物和高张力键能释放材料的最新研发进展。从中得出颠覆性含能材料在组分构成、制备工艺、能量水平、储能方式等方面均有别于常规含能材料,以及颠覆性含能材料的发展将对高能毁伤与火箭推进技术产生深刻影响等研究结论。