烟火药水下燃烧气泡的实验研究

为探讨烟火药水下燃烧的声辐射机理,基于气泡的瞬时性,采用高速摄影和录像的方法对烟火药水下燃烧气泡的整个物理过程进行了试验研究。发现烟火药水下燃烧过程可分为气泡形成、上浮、破裂成气泡云以及气泡云的水面破裂喷涌四个阶段。随着燃烧速度的增加,气泡演变更加剧烈,出现了合并现象,同时所辐射的噪声也随之增大。气泡上升的过程中并不是完整的球形,且总体上由于气泡体积的变化受力不均而呈曲线形上升。

高热剂含量对烟火药水下燃烧声辐射特性的影响

为探讨燃烧产物热量对声辐射特性的影响,采用水声测试系统,实验研究了高热剂含量不同的药剂水下燃烧时的声辐射特性。结果表明,添加适量的高热剂时,能够显著提高声能。当高热剂的含量为25%左右时效果较佳,15g药剂水下燃烧时的声压级达到了158.8dB,频率主要分布在5kHz以下,但当超过25%时声能开始下降。

白磷水下燃烧演示实验的再研究

“白磷水下燃烧实验”由于其在教学中的重要性以及所涉及物质的剧毒性、易燃性使实验充满了危险。该实验一直是中学教师探讨的热点，虽然相关的实验改进方法很多，但笔者通过对各类文献中介绍的改进方法的试验比较和研究发现，这些方案依然有改进的余地。

烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的气泡动力学模型

为研究烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的声辐射特性,基于传热传质理论,推导了单个Al2O3高温粒子与水作用的气泡动力学模型,计算得到了气泡半径和半径增长速度随时间变化的关系曲线,并将气泡半径计算结果与文献结果进行比较。结果表明,随着时间的增加,Al2O3高温粒子不断冷却,气泡半径不断增加,但增长速度越来越缓慢,计算结果与文献结果吻合较好。

水深对烟火药水下燃烧特性的影响

为探讨水深对烟火药燃烧特性的影响,采用数值计算的方法,从燃烧理论与流体动力学的角度出发,研究了不同燃烧深度时烟火药水下燃烧的特性.结果表明:在其他条件不变的情况下,随着燃烧深度的增加,燃烧室内的达到平衡所需的压力越大,喷口气泡的膨胀速度、气泡体积变化的加速度以及声压级都随之减少.

烟火药水下燃烧气泡动力学特性

为分析烟火药水下燃烧的现象及声辐射特性,采用高速摄影技术对烟火药水下燃烧喷口处的气泡进行了实验,提出了采用AutoCAD技术来求解气泡体积的方法。在此基础上,获得了气泡体积变化的速度和加速度动力学特性曲线。结果表明,0.05 s内,气泡体积变化的最大速度达到了1.62×10-4m3/s,加速度最大达到了1.93×10-2m3/s2。此求解方法和结果可为烟火药水下燃烧的药剂配方和声辐射机理模型的构建提供参考。

烟火药水下燃烧喷口气泡的动力学模型及实验验证

为了研究烟火药水下燃烧的声辐射特性,从药剂燃烧的三大守恒方程出发,结合水下排气方程建立了喷口气泡演变的动力学模型,并在相同的条件下(水深为0.5m),采用高速摄影实验对模型的计算结果进行了验证。结果表明:测试结果与模型计算结果在前期(0.033s之前)吻合较好,平均相对误差为4.22%,后期(0.033s之后)由于气泡偏离了球形而产生了一定的误差,平均相对误差为15.46%。

Mg4Al3/Al含量对烟火药水下燃烧声辐射特性的影响

为了探究燃烧反应的放热量对烟火药在水下燃烧的声辐射性能的影响,在烟火药中可燃剂质量分数一定的条件下,将镁铝合金粉(Mg4Al3)和铝粉(Al)比例按100∶0、80∶20、60∶40、50∶50、40∶60、20∶80、0∶100的质量梯度设计配方,研究烟火药水下燃烧声辐射特性的影响规律。结果表明,在烟火药水下燃烧过程中,随着体系中Al含量从0增至100%,烟火药燃烧放出的热量增大,水中燃烧产生的宽频带声压级数值从156.59d B增至162.93d B。

“白磷在水下燃烧实验”的微量化设计

通过对＂白磷在水下燃烧实验＂的微量化设计,使反应在密闭容器中进行。用水吸收生成的产物,防止生成的五氧化二磷对人体的危害,并可反复多次观察白磷燃烧现象。改进后实验兼具简约性、安全性、环保性、可操作性以及趣味性。

白磷水下燃烧改进实验类型比较和再改进

对近年来国内教学杂志中白磷水下燃烧改进实验进行归类和比较,针对实验中存在白烟未处理、白磷水下燃烧成功率低、仪器须经过特殊处理等不足,结合实际进一步改进实验。改进后的实验具有仪器易得、白磷在水下能持续并剧烈燃烧、成功率高且能有效防止污染等优点,非常适合课堂实验教学。

对“白磷在水下燃烧实验”的趣味性设计

通过对＂白磷在水下燃烧实验＂的趣味性设计,让反应始终在一个完全密闭的空间中进行,生成的产物也可以被水完全吸收,不仅可以防止五氧化二磷对人体的危害,还能清晰地、多次观察白磷在水中的燃烧现象。实验具有很好的观赏性和趣味性。

燃烧面积对烟火药水下燃烧特性的影响研究

从燃烧理论和流体动力学的角度出发,研究燃烧面积对烟火药水下燃烧特性的影响,基于所构建的气泡动力学模型,计算分析了不同燃烧面积时烟火药水下燃烧的特性。结果表明:在其他条件不变的情况下,随着燃烧面积的增加,燃烧室内气体达到稳定燃烧所需的压力增加,气泡的膨胀速度、气泡体积变化的加速度以及对应的声压级亦随之增加。

尾流对烟火药水下燃烧气泡的影响

采用高速摄影方法研究了尾流对烟火药水下气泡的影响。结果表明:烟火药水下燃烧气泡形成的尾流结构分为与气泡距离较近的主尾流及远离气泡的次尾流两部分;相比于空气泡,固体残渣使烟火药水下燃烧产生的尾流更容易发生脱落;气泡上升过程中表面更平而两侧变宽,最终成为椭圆形,气泡头部上升速度由于拖曳力的变化而变化。

烟火药水下燃烧高温残渣气泡的动力学模型

为研究烟火药水下燃烧高温残渣与水作用形成的气泡动力学特性,建立了传热、传质数学模型,推导了单个高温残渣气泡的生成模型,计算了生成气泡的半径以及半径的变化率与时间的关系。将计算结果与文献结果进行了比较;并分析了高温颗粒特性对气泡动力学的影响。结果表明,随着时间增加,高温残渣颗粒不断冷却,气泡半径不断增大;但增长速度不断变慢,计算结果与文献结果吻合较好。

对水下燃烧之谜的探究——用“隔空点火”魔法小实验激发学习的热情

生活中水下燃烧的问题由来已久，不少人看在眼里却困惑于心，通过高中化学通识教育课程，对水下燃烧问题进行深入探讨，解开了水中燃烧之谜。同时，通过演示“隔空点火”创新实验，能够激发学生学习化学的强烈兴趣，培养学生积极参与社会生活，做一个健全的、全面发展的、有创新思维的人。

水下燃烧天然气加热装置控制系统的设计分析

在城市燃气使用输送中,由于压降带来的温度下降会导致燃气输送管道结霜冻堵问题,所以对燃气加热升温是必须考虑的问题,由于用气量大,所以在加热的过程中如何提高换热效率是个必须考虑的问题。故考虑到在让燃气在水下燃烧,与水百分百换热,再与盘管充分换热,以达到比较高的换热效率,接下来本文对大型气站换热装置设计进行的分析与设计,并结合实际案例进行了进一步的分析探讨。

高中化学通识教育之水下燃烧之谜

通过高中化学通识教育课程,对水下燃烧问题进行深入探讨,解开水中燃烧之谜。同时,通过演示"隔空点火"实验,激发学生学习化学的强烈兴趣,培养学生的动手能力和实验探究能力。

烟火药水下燃烧及其有效作用时间研究

提出了烟火药水下燃烧有效作用时间的概念,分析了当前烟火药水下燃烧和水下爆炸等声辐射特性的测试手段和处理方法的不足。基于Pulse Labshop软件平台,结合实验结果,采用图形切片方法,获得了有效作用时间,解决了烟火药水下燃烧或水下爆炸等声源有效作用时间的评价问题,为工程应用和性能评价提供了一种方法。

安全环保型水下“定位”燃烧演示器

本演示器由水下“定位”燃烧反应装置和污染物处理系统构成。玻璃导管口的小球冠形不锈钢窗纱罩在水中的白磷上，“固定”了水中的白磷，从而实现了水下“定位”燃烧；污染物处理系统是三套带砂质吸收增效体的洗气瓶。本文介绍了该演示器的特性以及它的制作过程和使用方法。

高温粒子特性对气泡动力学与声辐射特性的影响

为探讨烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的声辐射特性,基于传热传质理论构建了烟火药水下燃烧高温粒子与水作用的气泡动力学模型,计算分析了高温粒子的初始温度和粒径对气泡动力学与声辐射特性的影响。结果表明,当燃烧深度为1m时,随着高温粒子初始温度和高温粒子初始半径的增加,所形成气泡的体积、体积变化的加速度以及声压级均随之增大:高温粒子初始温度每增加200K,气泡的体积、体积变化的加速度和声压级分别平均增加1.01倍、1.78倍和1.04倍;其初始半径每增加0.4mm,则气泡的体积、体积变化的加速度和声压级分别平均增加1.78倍、2.28倍和1.15倍。