固体推进剂压延塑化温度检测与控制技术研究

针对固体推进剂在压延塑化过程中温度过高而容易引起的燃爆问题,提出了远红外测温与喷雾降温。通过试验得出,当药料的温度超过设定值时,经喷雾降温后,药料的温度降低了3~5℃,有效提高了固体推进剂在压延塑化过程中的安全性。在此基础上,研究了在压延塑化过程中,影响药料温度变化的有关因素,得出了结论：随着工作辊转速、工作辊退水温度、压延塑化遍数和硝化棉含量的增加,药料的温度随之升高;随着硝化甘油含量的增加,药料的温度随之降低。

典型含能材料压延塑化过程模拟分析

应用POLYFLOW软件模拟典型含能材料的压延塑化过程,得到了压延辊隙处物料的运动状态和流场分布情况。研究发现,随着辊筒的旋转,物料在辊隙上方会形成漩涡,仅有一小部分的物料会以较大速度通过辊隙;靠近辊筒表面的物料所受拉伸效果显著,辊隙上方物料流速最小,粘度最大,在拉伸和剪切的双重作用下实现塑化;减小辊隙,可使物料所受压力大幅增加,在保证安全的前提下,可适当增大辊筒速比,减小辊隙。模拟结果对含能材料压延塑化过程中的运动状态和工艺过程的优化提供了理论指导。

固含量对推进剂模拟料压延塑化性能的影响

为探究固含量对推进剂模拟料压延塑化性能的影响,选取了塑化机理与硝化棉/硝化甘油双基推进剂相似的醋酸纤维素/醋酸甘油酯增塑体系为代料,采用定制的沟槽压延机,探究了压延过程中的掉料、包辊、温升现象,分析了固含量对压延驱水率、物料致密度及试样力学性能的影响,并结合扫描电镜和示差扫描量热/热重分析法定量表征了压延物料的塑化度。研究表明,压延前期,物料的包辊现象受温度影响较大,随着物料逐渐被塑化,包辊现象受速比的影响程度增大;随着固体组分含量的增加,物料的压延驱水率呈上升趋势,溶塑体系的密度呈现先增大后降低的趋势;固体组分的加入在一定范围内能有效提高试样的强度和刚性,但对试样的韧性和塑性影响较大;随着固含量增大,体系的塑化度逐渐降低。

基于超声波检测改性双基推进剂代料塑化程度的机理研究

压延过程是改性双基推进剂加工过程的关键工序,而压延时间是压延工序的重要参数。压延时间过短,物料无法达到所要求的塑化程度,压延时间过长,随着物料水含量的减少,物料燃爆风险增大。确定合理的压延时间是改性双基推进剂加工过程中的重要课题。基于与改性双基推进剂塑化原理相似的代料研究了随压延时间的增加超声波反射回波幅值的变化,通过超声波反射法与SEM图探究了随压延时间的变化超声波反射回波幅值变化的原因。通过水浸法计算了超声波波长,发现超声波波长量级与醋酸纤维素颗粒接近,理论上证实了醋酸纤维素颗粒会造成超声波的衰减。测量了样片密度,发现随压延时间增加,样片密度先增加后趋于平稳;通过SEM图发现随压延时间的增加,样片中醋酸纤维素颗粒和气孔减少,使得超声波在样片中的衰减减少,进一步证实了醋酸纤维素颗粒会造成超声波的衰减。该研究为超声波应用于改性双基推进剂塑化程度的检测提供了借鉴。

Co-processing Vacuum Residue with Waste Plastics in a Delayed Coking Process:Kinetics and Modeling

Thermal upgrading of vacuum residue mixed with waste plastics was studied in a laboratory scale delayed coking unit.The model of feed thermal decomposition was set up and the first order reaction kinetics was used to predict products distribution during the coking process.The distillate yield was higher(70%) for the vacuum residue/polystyrene(VR/PS) feed system and the vacuum residue/low density polyethylene(VR/LDPE) feed system.The resulted distillate yield was separated into fractions according to their boiling points,with gasoline and diesel being our fractions of concern.The activation energy was higher for gasoline production(around 60 kcal/mol) varying with the type of feed system,while it was 33 kcal/mol for diesel fraction.The regression coefficient R was 0.990.