TNT当量法在地下窨井空间天然气管道泄漏爆炸破坏研究

城市地下天然气管道在日常运行中存在泄漏爆炸风险,爆炸伤害波及范围作为评价爆炸影响效应、确定安全距离的关键指标,是城市天然气管道设计的重要参考依据。为准确推算泄漏燃气扩散至地下窨井空间后燃气爆炸所产生的破坏范围,通过TNT当量法建立数学模型,根据天然气泄漏到燃气检查井、水网窨井等密闭空间的天然气体积值,研究了燃气爆炸后的破坏范围。研究表明:以某城市生命线项目地下天然气管道节点数据为背景,对爆炸预测分析模型进行测试和验证,得出了天然气管道窨井、水网窨井爆炸的死亡半径、重伤半径、轻伤半径以及财产损失半径,研究结果为地下窨井空间天然气管道泄漏爆炸事故应急预案制定和应急处置方案实施提供重要的参考依据。

基于结构响应的舱室内爆TNT等效方法

[目的]旨在揭示爆轰产物后燃烧效应对封闭空间中爆炸载荷的影响规律。[方法]通过往封闭舱室中充入氮气来抑制爆轰产物燃烧,开展在空气和氮气两种不同气体环境下封闭舱室内TNT爆炸响应试验,记录温度、压力变化历程和靶板中心点残余挠度,建立基于无量纲载荷参数的靶板变形与炸药释放能量之间的关系,并提出考虑后燃烧效应的封闭空间TNT等效方法。[结果]结果发现,由于爆轰产物燃烧能量释放量不同,在氮气环境中,封闭空间内爆炸压力、温度和靶板动态响应明显低于空气环境。内爆载荷分析需计入TNT爆炸产物燃烧释放的能量及其增强效应。[结论]与现有基于准静态压力的TNT当量计算方法进行的比较表明,所提基于结构响应的舱室内爆TNT等效方法具有合理性和良好的适用性。

Studies on impact sensitivity of nanosized trinitrotoluene (TNT) confined in silica processed by sol-gel method

Nano-sized trinitrotoluene(TNT) material restrained in silica gel has been prepared by using the sol-gel process to study the effect of varying porosity in gel on the sensitivity of TNT. The TNT content in the gel has been varied from 60 to 90 wt %(at fixed acetone/tetramethoxysilane ratio of 50). Also, for a fixed TNT content of 75 wt %, the pore structure in the gel has been varied by changing the ratio of silica gel precursor to the solvent. The resultant TNT–silica gel composites have been characterized using scanning electron microscopy, thermal analysis, small angle X-ray scattering and surface area analysis techniques. Impact sensitivity studies were carried out using Fall Hammer Impact Test. The results showed that the sensitivity of nanostructured explosives prepared by sol-gel process can be tailored precisely by controlling the process parameters.

荧光聚合物D-A型聚三苯胺砜/酮的合成及其在TNT检测中的应用

为了得到一种快速且经济的三苯胺聚合物合成方法,使用廉价的商业化材料N,N’-二苯基对苯二胺和4,4’-二氟二苯砜/4,4’-二氟二苯甲酮,通过简单的C-N偶联反应一步法快速合成出D-A型三苯胺聚合物(PTPAS和PTPAK),它们以砜基/羰基为受体、三苯胺为供体,形成了独特的供-吸电子结构。两种聚合物都具有良好的热稳定性,对其光物理性质的研究发现两者均基于分子内电荷转移效应而具有荧光特性,PTPAS和PTPAK的荧光发射以第一种跃迁方式为主。研究发现两种聚合物对TNT均表现出高灵敏度,其Stern-Volmer常数分别为7.40×10^(4)L/mol和1.66×10^(5) L/mol,检测限低至0.57μmol/L和0.25μmol/L。此外,PTPAS和PTPAK对TNT的响应显示出较强的抗干扰能力,几乎不受环境中金属离子和其他硝基炸药的影响。

光电催化材料Ce_(2)O_(3)@ZnO/TNTs的制备及其性能的研究

采用阳极氧化法制备出TiO_(2)纳米管阵列(TNTs),再以方波脉冲沉积法在TNTs修饰ZnO,最后以阴极恒电流沉积在ZnO/TNTs表面沉积Ce,经煅烧处理后得到Ce_(2)O_(3)@ZnO/TNTs纳米复合材料。X-射线衍射仪(XRD)测试表明该材料中TiO_(2)、ZnO和Ce_(2)O_(3)共存。扫描电镜(SEM)分析显示在TNTs管口及管壁表面均匀生长了ZnO和Ce_(2)O_(3)。莫特-肖特基曲线(M-S曲线)测试表明其为n型半导体,紫外-可见漫反射(UV-vis)光谱分析证实其最大吸收波长可以达到448 nm。光电催化降解刚果红染料实验结果表明:Ce_(2)O_(3)@ZnO/TNTs光电催化降解效率高达82.09%,高于TNTs(21.32%)、ZnO/TNTs(51.96%)和Ce_(2)O_(3)/TNTs(75.3%)。

TNTs结构强化TNTs/SnO_(2)-Sb电极电催化活性的影响机制

采用溶剂热法制备了TNTs/SnO_(2)-Sb电极,通过调整氧化电压和氧化时间构建出不同结构的二氧化钛纳米管(TNTs)阵列,以探究其对电极结构和电化学性能的影响。SEM和接触角测试表明,相较于阳极氧化时间,阳极氧化电压是影响TNTs阵列形貌和表面亲水性的主要因素。SEM、XRD、LSV和EIS结果表明,TNTs阵列孔径的大小影响了催化涂层的形貌、晶粒尺寸以及电极的析氧电位。XPS、EPR和羟基自由基(·OH)生成测试表明,涂层表面致密且粒径较小有利于电极表面获得更多的氧空位,且氧空位浓度越高,吸附氧物种越多,从而增强了活性自由基的形成以及对有机物的降解。以长度950 nm,孔径100 nm的TNTs阵列层为基底时,所制备的电极TNTs(25 V)/SnO_(2)-Sb展现出了最佳的苯酚处理效果(92%±4.6%,2 h)。

Z型异质结CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)的构筑及其光催化降解TNT

针对弹药装填物TNT处废过程中能耗高、不安全,且对环境产生污染的问题,本研究利用绿色无二次污染的光催化技术,通过水热法成功制备出Z型异质结CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)光催化材料,并运用XRD、BET等系列表征方法确定了CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)的组织结构与形貌特征,分析了其光催化性能和降解TNT机理。CuFe 2O 4的引入有效促进了光生载流子的分离,延长了光生载流子的寿命。实验表明,3%CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4)复合材料表现出最佳的降解效果,在2 h内能够降解77.07%的TNT。相较于CuFe 2O 4和ZnIn 2S 4来说,降解效果提高了49.52%和30.24%,利用研究构筑的Z型异质结CuFe_(2)O_(4)/ZnIn_(2)S_(4),有效提升了废弃TNT的降解质效和安全性,消除了对环境的污染,降低了处理成本,是一种高质效、低成本进行废弃TNT降解的科学方法。

蜡样芽孢杆菌T4对TNT的降解及耐受机制

2,4,6-三硝基甲苯(TNT)是1种硝基芳香族污染物,对人类和生态环境造成严重危害。全面了解微生物对TNT胁迫的细胞反应,对于开发合理的TNT修复技术是必要的。本研究以蜡样芽孢杆菌T4为研究对象,筛选细菌最适的生物刺激因子,分析外源营养物质刺激对细菌生长及TNT转化的影响。利用转录组和代谢组学技术,揭示微生物对TNT的降解和耐受机制。结果显示,该细菌的最适碳氮源分别为葡萄糖、酵母粉。当TNT浓度为100 mg·L^(-1)时,培养基中葡萄糖和酵母粉浓度分别为9.08 g·L^(-1)和0.94 g·L^(-1)。在泥浆反应体系中接种TNT降解菌,TNT的降解率达到96.91%~97.73%。此外,共鉴定到892个差异表达基因和139个差异代谢物。组学联合分析表明,氨基酸代谢、碳水化合物代谢、能量代谢和膜转运途径参与了细菌对TNT的降解及耐受过程。

TNT及其降解中间产物的淡水微生态毒理效应研究

为了评估三硝基甲苯(Trinitrotoluene,TNT)及其典型降解中间产物(2-ADNT、4-ADNT和2,4-DANT)在淡水环境中的毒理效应,本研究建立了TNT及其典型降解中间产物污染淡水环境的实验系统,分析了其对淡水系统微生物群落、代谢水平以及宏基因组的影响。污染暴露抑制了细菌丰富度和均匀度,但病毒丰度的上调增加了水体生态健康损伤风险。同时,水体代谢网络被显著干扰,其中干扰程度2,4-DANT>TNT>4-ADNT>2-ADNT,污染暴露诱导脂质和类脂分子代谢异常,并导致水体核苷酸、碳水化合物以及氨基酸代谢损伤。水体微生物抵御逆境,逐渐代谢有害污染物,导致硝基甲苯降解路径显著响应。此外,TNT和典型降解中间产物干扰水体细胞周期-茎杆菌功能,同时抑制水体氧化磷酸化功能途径,阻碍能量通过呼吸链供给ADP与无机磷酸合成ATP的偶联反应,从而显著干扰水体N、P和S循环功能。

TNT废水处理研究进展

综述了国内外TNT废水处理的研究进展,指出了TNT废水处理的发展方向.TNT废水处理的方法有物理法、化学法和生物法三种,将三种方法综合使用是TNT废水处理的发展方向.

TNT红水处理新方法

使用一种新型絮凝剂———PAMAM树形分子对TNT厂产生的红水进行絮凝处理 ,并联合活性炭吸附、离子交换树脂交换等手段 ,使其达标排放。结果表明 :在一定的条件下 ,该处理工艺能有效地去除TNT红水中的CODCr及有机物。

国内外TNT炸药的JWL状态方程及其能量释放差异分析

通过标准Φ25mm圆筒试验,得到国产TNT炸药的JWL状态方程参数,与美国文献值进行了对比分析,通过比较相对作功能力,指出相对作功能力对炸药爆轰能量输出有影响。结果表明,在密度相差0.05g/cm3的情况下,高压和中压阶段作功能力差异较大,全压力阶段相差3.5%左右。建议国内研究者在进行数值模拟及爆轰研究时应当使用恰当的爆轰产物状态方程参数。

超细CL-20/TNT共晶炸药的喷雾干燥制备与表征

采用喷雾干燥法制得超细CL-20/TNT共晶炸药。采用扫描电镜（SEM）对其大小和形貌进行表征,利用X射线衍射法（XRD）和差示扫描量热法（DSC）对其是否形成共晶进行判定,并对其进行撞击安全性能测试与分析。结果表明,所制得的样品不是CL-20与TNT简单的混合,而是形成了超细CL-20/TNT共晶炸药,粒径小于1μm并团聚成1~10μm的微球;超细CL-20/TNT共晶炸药的熔点为132.32℃,热分解过程分两个阶段,第一阶段和第二阶段的分解放热峰温分别为218.98℃和253.15℃,特性落高为49.3 cm,比原料CL-20高36.2 cm。

TNT空中爆炸超压的相似律

利用高分辨率、高精度试压系统测定了静爆试验中不同装药量TNT的冲击波超压。依据试验数据,提出了描述冲击波超压峰值与比例距离关系的改良经验式,并与试验数据和文献值进行了对比分析。结果表明,系统的相对偏差小于5.3%,与文献数据相对偏差的平均值为5.61%,拟合的新公式可应用于战斗部爆炸威力评估和理论计算。

CL-20/TNT共晶炸药的制备、结构与性能

通过溶液共结晶法制得CL-20/TNT共晶炸药,采用扫描电镜(SEM)和X射线单晶衍射对其形貌和结构进行了表征,该晶体属于正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数:a=0.9735(2)nm,b=1.9912(6)nm,c=2.4695(6)nm,α=β=γ=90°,V=4.787 nm3,Z=8。采用差示扫描量热(DSC)法分析了共晶炸药的热分解,并测定了其撞击感度,结果表明,CL-20/TNT共晶炸药在180～275℃间放热分解,并将TNT熔点显著提高50℃左右;共晶炸药撞击感度较低,并将CL-20撞击感度明显降低87%%。

TNT炸药爆炸冲击波的数值模拟与实验研究

文中基于AUTODYN程序,建立了TNT炸药爆炸场超压分布的仿真模型,进行了数值模拟,并与试验数据进行了对比。结果表明:所建立的计算模型正确,方法可行,数据一致性较好,可以为不同种类爆炸装置外场爆炸试验的安排与设计提供一定的技术支持。

TNT内爆炸准静态压力特性

为研究密闭空间内TNT爆炸准静态压力特性,通过理论分析得到了准静态压力计算模型,以爆炸罐和爆炸舱室为典型密闭空间环境开展了系列TNT内爆炸实验。结果表明,准静态压力的上升伴随着内爆炸冲击波的多次反射,反射结束后准静态压力到达峰值,药量-容积比是准静态压力的主要影响因素,准静态压力峰值及上升速率随着药量-容积比的增加而增加;基于实验数据拟合得到了TNT内爆炸准静态压力峰值经验公式,可用于准静态压力峰值预估及内爆炸威力评估。

O_3、O_3/H_2O_2降解TNT的实验研究

利用自制装置 ,实验研究了不同反应条件下 ,O3 、O3 /H2 O2 对 TNT的降解规律。结果表明 ,O3 对 TNT具有一定降解功效 ,提高体系的 p H值或添加 H2 O2 均利于 TNT的降解。O3 降解 TNT,可能产生抗氧化性更强的中间产物及其积累 ,而 O3 /H2 O2 作用过程中则没有发生。p H从 1升到 1 2 ,利于 O3 对 TNT降解 ,但超过 1 2时 ,对 O3 作用的影响不再明显 ,p H的最适范围是 1 0～ 1 2 ;O3 /H2 O2作用时 ,1 0为其 p H的临界值 ,当提高或降低 p H都会降低其对 TNT降解能力。维持体系的 p H稳定 ,有利于 O3 降解 TNT,但对 O3 /H2 O2 作用功效的影响不明显。尽管温度对 O3 、O3 /H2 O2 降解 TNT功效的影响较小 ,但温度的提高不利于两者功效的发挥 ,尤其是

密闭条件下TNT的爆炸压力特性

为研究密闭条件下炸药爆炸后的后燃烧过程压力特性,用压力传感器测量了不同气氛密闭爆炸罐内TNT后燃烧过程产生的准静态压力。结果表明,在密闭条件下,TNT爆炸后产生冲击波压力和准静态压力。在氧气存在下,TNT炸药的后燃烧效果较明显,能够产生更大的准静态压力。设计的爆炸罐适合研究密闭空间中炸药的后燃烧压力特性。

壳体厚度对TNT炸药快速烤燃响应的影响

采用自行设计的快速烤燃试验方法,测试厚度为2,4,6 mm梯恩梯（TNT）装药壳体的响应状态,结合TNT的高压差示扫描量热（PDSC）分解特性,研究了厚度对炸药装药响应的影响。结果表明：在快速烤燃试验条件下,壳体厚度由2~6 mm变化时,TNT炸药均为爆炸反应等级;壳体厚度变化对TNT炸药响应等级没有显著影响,但炸药装药反应对外做功能力提高;PDSC结果显示,随着环境压力的提高,反应释放热量增大,TNT分解量增大。