基于钨铼热电偶的接触式爆炸温度测试方法

目前,爆炸温度测试仍以非接触测温方法为主,误差很大,为此,提出基于钨铼热电偶的接触式测温方法。该方法利用线性温度传感器测量热电偶冷端温度,据此在软件中查热电偶低温段分度表进而实现冷端补偿;通过在软件中建立热电偶全量程热电势-温度序列,利用二次插值法实现非线性修正;采用两级放大策略以及低通滤波的方法实现信号调理。校准、测试与试验表明:接触测温方法的静态误差在校准温度范围内优于0.8%,动态响应时间小于20μs。

初始压力对TNT密闭空间爆炸温度的影响

为研究密闭空间内初始压力对TNT炸药爆炸温度的影响,采用真空爆炸罐测试系统,开展了不同初始压力条件下0.5kg和1kg药量TNT内爆炸温度试验研究,对测试所得的温度峰值、峰值到达时间、温度变化趋势进行了分析。结果表明:初始压力相同条件下,爆炸温度峰值与药量成正比;同等药量条件下,爆炸温度峰值、峰值到达时间及温度上升速率随初始压力的下降而增加,峰值后的温度下降速率随初始压力下降而减小;随着压力的降低,1kg TNT和0.5kg TNT爆炸温度峰值的比值呈线性减小,当初始压力不同时,小药量TNT的爆炸温度峰值可大于大药量TNT的爆炸温度峰值。

光谱法遥感测定温压炸药爆炸温度的研究

应用带有望远镜的原子发射光谱双谱线瞬态高温测量系统遥测了炸药爆炸的瞬态实时反应温度，该系统的最大时间分辨率可达0.1μs．实验得到温压炸药的爆炸反应温度-时间分布曲线，并与TNT同条件下的测试结果比较．结果表明，温压炸药爆炸时，产生2300K和2050K2个温度峰值，分别对应于温压炸药爆炸反应的第一、第二阶段，TNT爆炸后只出现一个最高温度2200K；温压炸药1900K以上高温持续时间是TNT的2～3倍．

ADNBF的热分解机理及临界热爆炸温度的研究(英文)

采用 DSC及 FT- IR技术 ,对含能材料 7-氨基 - 4 ,6 -二硝基苯并氧化呋咱 (ADNBF)的热分解行为进行了研究 ,同时通过分析非等温 DSC曲线 ,计算得到 ADNBF的临界热爆炸温度。

爆炸温度场的重建技术研究

针对爆炸过程反应剧烈,温度高、速度快,难于直接测得温度分布的问题,提出一种利用多光谱辐射测温理论与光学层析技术相结合的三维爆炸温度场的重建方法.通过建立依据参考温度的多光谱测温数学模型,对光学层析算法进行预处理,采用正交辐射传感器阵列进行数据采集,选择级数展开迭代算法进行分析,完成对爆炸温度场的重建研究.

初始瓦斯浓度对爆炸温度影响实验研究

为探索瓦斯爆炸过程中温度变化规律,基于球形爆炸实验,研究不同初始瓦斯浓度条件下爆炸温度及爆炸温度与爆炸压力之间的相互作用关系。结果表明:随初始瓦斯浓度升高,在6.5%(低浓度)、9.5%(当量浓度)、12%(高浓度)时出现爆炸温度极大值,分别为995,932,1153 K;爆炸过程中温度延迟时间及升温时间与初始瓦斯浓度曲线均呈U型变化,当初始瓦斯浓度约为9.5%(当量浓度)时,温度延迟时间及升温时间变化较小;当初始瓦斯浓度在爆炸上限浓度(16%)和下限浓度(5%)附近时,受瓦斯浓度影响变化较大;初始瓦斯浓度在9.5%时,瓦斯爆炸过程中的压力波促进火焰燃烧波的反向传播,出现二次升温现象。研究结果可为完善瓦斯爆炸温度变化机理、提高灾害防控技术提供依据。

爆炸温度的Lagrange型插值计算方法

爆炸温度是衡量爆炸破坏力的重要参数之一,主要有根据"反应热"和根据"燃烧反应方程式与气体的内能"这两种计算方法。当采用后者计算爆炸温度时,可能无法利用计算出来的内能数值直接得到相对应的爆炸温度,而必须采用计算的方法。选取了一氧化碳与空气的混合物作为分析对象,计算出燃烧后各生成物内能之和,然后与各假定温度下计算出的内能进行对比,确定出实际爆炸温度所处的区间。选取2200K、2400K、2600K三个插值节点,利用Lagrange型插值方法计算出了实际爆炸温度。

比色测温技术在瞬态爆炸温度场测量中的应用研究

为了研究瞬态爆炸温度场分布规律,基于高速相机、黑体辐射理论、图像传感器的拜尔阵列和自编python代码,构建了依据比色测温原理的高速二维温度测试系统,并对添加不同含量TiH_(2)的乳化炸药、TiH_(2)粉尘以及C_(2)H_(2)气体的爆炸温度场进行了测量。实验结果表明:TiH_(2)的加入可以显著提高炸药的爆炸温度和火球持续时间,当乳化炸药中的TiH_(2)质量分数为6%时,爆炸平均温度最大值为3048 K,相比纯乳化炸药提高了41.5%;此外,TiH_(2)粉尘云火焰平均温度呈现先增大,再稳定,最后减小的趋势,浓度为500 g/m3的粉尘云火焰平均温度高于浓度为833 g/m3的平均温度,其最高平均温度分别为2231和2192 K;10%C_(2)H_(2)/90%空气预混气体(即体积分数为10%的C_(2)H_(2)和90%空气组成)的早期火焰温度均匀,内部略低于边缘温度,随着火焰膨胀,火焰边缘温度逐渐升高,火焰平均温度开始降低。与传统爆炸测温手段相比,比色测温方法可以准确测量某区域的瞬态爆炸温度,获得温度分布云图,为研究瞬态爆轰温度规律及影响因素提供了一种新的技术手段。

红外测温技术测量温压炸药爆炸温度

为了准确测量温压炸药爆炸温度,提出一种利用红外热像仪测量爆炸温度的方法。根据辐射测温原理建立红外热像仪测温模型,首先,结合爆炸火球辐射特性,进行红外热像仪的辐射定标、推导爆炸温度的计算公式,火球辐射温度反演。然后,讨论发射率和大气光谱透过率对测温精度的影响,并给出对应的补偿方法。以PMX炸药为例,应用该方法进行辐射定标和爆炸温度测量,获得爆炸火球随时间变化曲线。实验证明该方法是一种高稳定性、简单有效的测温方法,本研究为爆炸场温度测试提供了切实可行的解决方案。

密闭空间爆炸温度动态不确定度评估方法研究

融合了灰色模型GM(1,1)、Bootstrap方法以及不确定度评定理论,建立了密闭空间内爆炸温度动态测量不确定度的灰自助评估模型GBM(1,1),选取某次爆炸试验300 s的温度数据作为分析数据,运用估计真值、估计区间和平均不确定度等参数表征其估计结果。实验结果表明,GBM(1,1)模型融合了灰色模型GM(1,1)和Bootstrap方法的优势,可以准确模拟动态测量数据的概率分布,并实时跟踪被测量瞬时值的变化趋势。相比于灰色模型GM(1,1)和Bootstrap方法,灰自助模型GBM(1,1)具有更高的真值估计准确度和区间估计可靠度,其估计误差分布区间为[-12.62,13.58],标准差为8.69℃,最大相对误差为1.2%,区间估计可靠度高于90%,估计区间能够较完整地包络被测量的动态波动范围。由此证明GBM(1,1)模型能够对密闭空间内爆炸温度的动态测量不确定度做出准确评估。

基于高速成像的爆炸温度场测试方法

为实现对爆炸温度场的动态测量,针对爆炸温度场变化快、范围广、温度高、难以测量的问题,提出一种基于高速成像技术的爆炸温度场测温方法。基于辐射原理推导出高速成像系统的温度测量模型,建立高速相机图像灰度值和被爆炸温度之间的对应关系,得到可通过控制高速成像系统曝光时间和透光率2个参数控制测温范围的算法;搭建高速成像爆炸温度场测量系统,用最小二乘法对系统进行标定,标定结果显示:该建模方法在2200~2900℃区间平均误差为0.74%,在1850~2350℃区间平均误差为1.95%,能够满足爆炸温度场的测量需求。运用搭建的系统与红外测温仪分别进行375 g、750 g及1500 g 3种药量的温压弹爆炸温度测量对比实验,实验结果表明:该系统与红外测温仪之间的温度测量值最大偏差为3.31%,实现了高响应速率及高分辨率测量。

基于CCD辐射能图像的爆炸温度场技术研究

温度测量技术与国防、军事、科研、工业生产等息息相关,许多炸弹都依靠爆炸中产生的温度造成伤害,爆炸温度场的测量对于爆炸威力的研究至关重要。针对爆炸过程中反应剧烈、温度高、速度快、难于直接测得温度分布的问题,提出非接触辐射测温法,在爆炸场周围设置多个CCD图像探测器件,测试场空间位置的灰度值图像。通过对辐射测温原理的深入了解,根据对应标定好的灰度与辐射强度关系建立数学模型,并对测量系统的模型进行简化处理,运用遗传算法构建模型。最后,将求得数据与实际数据相比较,进行效果分析。结果最优值误差在10~30℃之间,可以较好地表示温度场。

管道内瓦斯煤尘共混爆炸温度特性

采用瞬态火焰传播实验系统,对7%,8%,9%,10%和11%的瓦斯体积浓度分别与不同浓度的长焰煤煤尘混合,并使用直径25μm的Pt/Rh13-Pt微细热电偶测量温度,揭示受限空间内瓦斯与煤尘混合爆炸温度特性。结果表明:煤尘浓度一定时,随着瓦斯浓度的增加,爆炸温度先增加后减小;纯瓦斯浓度在10%时爆炸温度最高,加入煤尘后的混合体系中,瓦斯浓度为9%时爆炸温度最高;瓦斯浓度不变时,随着煤尘浓度的增加,爆炸温度一直减小;7%~11%瓦斯分别与130 g/m^3煤尘混合爆炸后测得最高温度分别为1333.6,1475.4,1511.4,1455.6,1396.4℃;与9%纯瓦斯爆炸相比,9%瓦斯与130,260,520,780 g/m^3煤尘混合爆炸后测得最高温度分别降低7.2%,11.5%,15.0%和22.9%。结论得到的瓦斯煤尘共混爆炸温度数据可为煤矿灾害高温防护提供参考依据。

基于温压爆炸温度分布重建的传感器布局研究

旨在研究温压爆炸场内的温度分布情况,利用走时层析反演技术对温度场进行重建。为了能够在保证重建精度的前提下,尽可能少的使用传感器,基于一种分区域多尺度的网格划分方式,改变传感器数量和位置,分析重建误差来寻找最优的传感器布局。

不同装药形态铝粉对装药爆炸能量释放特性的影响研究

为探究不同装药形态铝粉对装药爆炸能量释放特性的影响,设计并制备了一种外层含铝炸药内层高能炸药的复合装药,通过静爆试验获取了试样爆炸场压力和温度等特征参数,并拍摄试样爆炸火球的演变过程。试验结果表明:相对于常规高能炸药和铝粉均匀分布的含铝炸药,外层含铝炸药内层高能炸药的复合装药有利于增大火球半径,延长火球持续时间;其近场超压峰值略低,在中远距离处冲击波效应得到增强,但因为铝粉后燃反应速率相对较低,增益不明显;通过改变装药结构、改变铝粉分布状态可以调控爆炸能量释放,但外层含铝炸药并没有发生粉尘爆炸,主要以燃烧的形式释能。

近域爆炸瞬态温度场作用下聚脲涂层灼烧损伤特性

为研究爆炸瞬态温度场作用下聚脲抗爆涂层的灼烧损伤特性,针对不同厚度(1 mm、4 mm和6 mm)的聚脲材料涂覆胶囊式储液容器进行近距爆炸条件下的实验测试。通过爆炸实验获得了聚脲涂层遭受爆炸瞬态高温灼烧后的宏-微观损伤特性,并结合比色测温技术及数值模拟方法分析了爆炸温度场对聚脲材料的灼伤机制。研究结果表明:本研究实验条件下,钝化黑索今(RDX)爆炸温度最大值约为3792 K,大于聚脲材料的初始分解温度(231.2℃)。灼烧现象主要发生在聚脲材料表层,当表层与内部孔洞之间薄层被贯穿破坏时,爆轰产物进入材料内部孔洞导致聚脲的灼烧深度明显增加,并形成斑点状的灼烧外层。聚脲的灼烧程度与爆轰产物密度、爆轰产物沿聚脲层厚度方向传播速度正相关,爆轰产物作用于聚脲层的单位面积质量达到0.0195 g·cm^(-2)时发生灼烧,且热传导是造成聚脲发生热分解的主要原因。研究方法及结论可为工程防护评估及抗爆聚脲改性提供参考。

应用比色测温仪测量燃料空气炸药爆炸过程温度响应

基于光辐射原理,建立了红外比色辐射高温测量系统并对燃料空气炸药分散爆轰过程中的温度响应进行了实时测量,得到了一次引爆型燃料空气炸药和二次起爆型燃料空气炸药爆炸的温度响应,并对两种不同型式的燃料空气炸药的爆炸温度场及其特点进行了对比分析。结果表明,与二次引爆型燃料空气炸药爆炸相比,一次引爆型燃料空气炸药爆炸的最高温度较高,持续时间较长。

Al-HMX混合炸药爆炸场温度的实验研究

为研究在密闭条件下炸药爆炸场温度的响应特征及响应规律，采用直接测温法，对密闭爆炸罐中AI-HMX混合炸药的爆炸场温度进行了测量。结果表明，爆炸场温度随铝含量增加而升高，当铝粉质量分数为30％-40％左右时，爆炸场温度最高，为750℃左右；铝粉含量为30％时，爆热最大。这说明在密闭条件下，含铝炸药爆炸反应比较完全，铝粉的利用率较高。

CO_(2)—水雾协同抑制瓦斯爆炸的数值模拟研究

为解决CO_(2)—水雾协同抑制瓦斯爆炸过程中重要物理、化学参数变化等问题,以20L球形爆炸罐为研究对象,采用数值模拟方法研究了不同浓度CO_(2)(0%、2%、4%、6%)、CO_(2)—水雾协同抑爆过程中压力时程、爆炸温度与活性自由基的变化。研究结果表明:CO_(2)—水雾协同抑爆效果要优于同等浓度或压力下的CO_(2)抑爆或水雾抑爆,且CO_(2)—水雾协同抑爆不仅能延迟到达爆炸温度峰值的时间,还可以使温度峰值降低,活性自由基·OH和H·也处在相对较低的水平。研究结论对丰富协同抑爆理论与技术创新有一定意义。