切槽爆破在爆炸冲击波和爆轰气体作用下的力学效应

爆炸荷载对爆破介质的作用是由爆炸冲击波的动态作用和爆轰气体的准静态压力作用两部分组成。详细讨论了“V”型切槽在冲击波的动态压力和爆轰气体的准静态压力作用下所产生的力学效应。

炸药爆轰气体产物中无机组份的离子色谱分析方法研究

采用超纯水、Na2CO3-NaHCO3、NaOH 3种不同的吸收液吸收爆轰气体产物、离子色谱进行样品分离、外标法定量,建立了爆轰气体产物中HF、HCl、HCN无机污染物的离子色谱分析方法。研究表明,炸药爆轰气体中含有一定量的HF、HCl和少量的HCN,选择3.2mmol/L Na2CO3与1.0mmol/L NaHCO3混合溶液作为爆轰产物中无机组份的吸收液,吸收效率均值大于90%;离子色谱分析方法的相对标准偏差(RSD)小于5.0%,相关系数达到0.9990以上;进样量为100μL时,HF、HCl、HCN的检测限分别为0.04mg/m3、0.03mg/m3、0.05mg/m3。该方法灵敏度高,回收率好,且样品预处理简单。

爆轰气体后继破岩作用的数值分析方法

在爆破破岩分形损伤模型的基础上，提出了一种计算爆破气体后继爆玻破岩作用的数值分析方法，可以定量地分析爆轰气体与应力波的破岩作用，并对目前多种爆破破岩机理并存的现象提供了一种很好的解释。

坑道环境爆轰气体产物的试验方法初探

本文对TNT在坑道环境爆轰的气体产物用电化学法进行了试验测试.通过对测试数据的分析,结果表明:采用的试验方法和测试系统能够很好地适用于坑道环境内爆轰气体产物的试验测试,且可以推广应用于新型高能炸药及含能材料在密闭空间内窒息效应的试验测试.

初始条件影响气体非稳定爆轰波在弯管中传播特性的实验研究

对丙烷 氧气 空气的预混气体非稳定爆轰波通过圆形截面弯管时传播特性包括弯管角度以及预混气体的初始浓度和初始压力的影响因素进行了初步的实验研究 .结果表明 ,初始条件对可燃气体非稳定爆轰波经过弯管时爆轰参数有很大影响 .随着弯管角度的增加 ,弯管后非稳定爆轰波强度先增加后减小 ,弯管前非稳定爆轰波强度变化很小 ;随着预混气体的初始浓度和初始压力的增加 ,弯管前后非稳定爆轰波强度增加 .

预混气体爆轰波传播定性仿真建模研究

借助定性仿真,建立预混气体爆轰波的传播定性模型,推理分析不同初始压力下,预混气体爆轰波传播速度,研究预混气体爆轰波爆轰过程中传播速度与初始压力的关系,且采用定量的实验验证定性的建模推理分析结果。结果表明,定性推理分析的结果与实验结果是一致的,即随初始压力的逐渐增大,爆轰波的传播速度逐渐加大。爆轰波传播定性建模推理分析对安全传输可燃性气体和管道阻火器的安全使用具有重大意义。

气体非稳定爆轰波在具有声学吸收壁的直角三通弯管中传播特性研究

本文实验研究了丙烷、氧气和空气的预混气体非稳定爆轰波在具有声学吸收壁的直角三通弯管中传播特性,分析了声学吸收材料厚度对非稳定爆轰波传播特性的影响.实验结果表明,在直角三通弯管中安装声学吸收材料对气体非稳定爆轰波有明显的衰减作用,在弯管前后非稳定爆轰波的传播速度和压力都有很大程度的减小.而且随着声学吸收材料厚度的增加,气体非稳定爆轰波强度衰减幅度增大.这一实验结论对工业安全具有重要的参考价值.

基于SD_Toolbox和Cantera的气体C-J爆轰参数计算及规律分析

为研究混合气体爆轰问题,通过利用冲击爆轰专业计算工具箱SD_Toolbox和开源的化学反应动力学计算代码Cantera研究了气体C-J爆轰参数计算方法与规律。结果表明:将SD_Toolbox和Cantera耦合可以进行混合气体爆轰问题的C-J爆轰参数计算;以H_2/O_2、CH4/O_2和C_2H_2/O_2三种不同的混合气体组分为例,在化学反应比初始条件下,分别计算了其C-J爆轰参数;通过与文献中结果的比较,验证了计算的准确性。可见,基于SD_Toolbox和Cantera可以进行气体C-J爆轰参数规律分析,包括初始温度、初始压力和爆炸气体浓度对爆轰产物压力、密度、温度和爆轰波速的影响规律等。

氢氧气体爆轰光谱的研究

在以前用摄谱仪研究激液管内氢氧气体爆轰光谱的基础上，用光学多道分析仪（ＯＭＡ光学系统）收集了不同初始压强条件下３００～８００ｎｍ光谱范围氢氧气体爆轰的低分辨和高分辨光谱．

基于遗传算法的气体爆轰参数计算

在研究气体爆轰条件和物理模型的基础上，首次以遗传算法为工具，解决了气体爆轰参数求解时温度、压力假设的盲目性和复杂性，并应用具体算例对该方法进行了验证，为气体爆轰参数的求解提供了一个新的途径。

气体爆轰波前驱激波变化极限分析

根据气体爆轰波横波强度的实验观测和理论分析结果 ,通过分析横波碰撞前后前驱激波后的压力变化 ,提出了胞格周期中前驱激波速度上限和下限值的估算方法 .并将理论计算的结果与实测上、下限值进行了比较 。

用C-J声速估算气体爆轰波模波强度的方法

将气体爆轰波C-J平面附近的横向声波扰动,与前驱激波处的横向激波强度相联系,利用vonNeumann尖点的状态参数,由横向激波的速度推出其强度值,建立了以声学理论为基础的横波强度估算方法.通过比较理论预测的结果和Strehlow等人的实验结果,证实了理论模型的实用性.

基于SD＿Toolbox和Cantera的气体ZND爆轰结构参数计算与惰性气体阻尼效应研究

为耦合使用冲击爆轰计算工具箱SD_Toolbox和化学动力学开源代码Cantera计算混合气体爆轰问题,开展了气体ZND爆轰结构参数计算与分析,同时给出了SD_Toolbox和Cantera应用于惰性气体阻尼效应研究的一个应用实例。在介绍了使用SD_Toolbox和Cantera进行气体ZND爆轰计算的基本方法后,以H2/空气混合物CJ爆轰和H2/空气混合物过爆轰为例,计算了其ZND的两个特征尺寸,并得到了爆轰产物压力、密度及主要产物成分百分比的计算结果,经与文献结果对比证明了本文结果的正确性。最后,将SD_Toolbox和Cantera耦合计算应用到一个实例,即进行惰性气体对爆轰反应进程阻尼效应的研究,并验证了结果的正确性。

气体与液体两相连续旋转爆轰波二维数值模拟研究

为研究汽油与富氧空气两相连续旋转爆轰发动机的工作特性,使用非结构化三角形网格守恒元与求解元(CE/SE)方法对气体与液体(简称气液)两相连续旋转爆轰波进行了二维数值模拟。通过数值模拟获得连续旋转爆轰波传播的不同模态,研究了进气总压和当量比对两相连续旋转爆轰波的影响,分析了不同模态下连续旋转爆轰发动机的工作特性,并对数值模拟结果进行了试验验证。结果表明:液滴的蒸发和剥离过程,延缓了液滴燃料的燃烧,导致了两相爆轰压力和温度的不完全耦合,降低了两相爆轰波的传播速度;当量比对连续旋转爆轰波的传播模态影响较大,当量比越低、越容易形成单波模态,当量比越高、越容易产生多个波头;单波模态的爆轰波压力和传播速度波动最小,双波模态居中,三波模态波动最大;发动机推力波动规律与压力波动规律相反,单波模态推力波动最大,双波次之,三波模态推力波动最小;计算所得旋转爆轰波波速与试验结果吻合较好,旋转爆轰波流场与实验研究定性一致。数值研究方法发展了非结构化CE/SE算法,研究结果对气液两相连续旋转爆轰发动机的试验研究和工程应用具有一定的指导意义。

东方物探气体爆轰震源先导性实验项目初战告捷

2019年岁末,依托西南物探分公司248队承担的四川盆地二维勘探项目,由东方物探立项的气体爆轰震源先导性实验项目圆满完成,标志着东方物探天然气震源先导性研究与实验项目取得新进展。

炸药爆轰对金属壳体加速能力研究进展

炸药对金属壳体加速能力是弹药毁伤威力及安全性评估的重要参数。简要分析了炸药爆轰时金属壳体加速过程,包括爆轰波加载、爆轰气体产物加载、壳体破裂后气体产物持续加载3个阶段,介绍了金属壳体加速能力的评价指标,指出格尼速度是目前应用广泛且准确性高的指标参数。总结了以Hardesty&Kennedy为代表的φ法、以Roth为代表的γ法、以Keshavarz为代表的组分法3类格尼速度计算方法,分析比较了各种方法的优缺点、计算精度及适用范围。从炸药组分及性能、壳体材质及厚度两个方面分析了炸药格尼速度的影响因素。指出建立非理想含铝炸药的格尼速度经验公式是未来的研究方向,采用格尼速度作为格尼方程参数计算弹药破片初速时应考虑壳体材质的影响。

爆轰驱动激波管缝合激波马赫数计算

采用数值求解的方法得出了氢氧爆轰驱动激波管的缝合状态参数。以空气为试验气体时,缝合激波马赫数随着H2摩尔浓度的增加而增加,H2摩尔浓度达到90%左右时达到最大。当缝合马赫数较高时,需要考虑高温真实气体效应的影响,缝合激波马赫数较理想气体的高。以氢空气混合气为试验气体时,缝合激波马赫数较以空气为试验气体的小。通过调整驱动气体与被驱动气体的初始参数,可以得到即能恰好消除Taylor波又能缝合的运行状态。

氢气占比对氢气-煤油-空气旋转爆轰波传播特性的影响

为研究燃料中氢气占比对旋转爆轰波传播特性的影响,以液态煤油和氢气作为燃料、空气为氧化剂,通过求解Navier-Stokes方程对旋转爆轰过程进行二维数值模拟。通过改变质量流量和燃料中氢气的占比对旋转爆轰波进行二维数值模拟,研究不同工况对旋转爆轰波传播特性的影响,并对燃烧室内新爆轰波形成过程、模态转换过程和气液分布不均匀现象进行分析。结果表明:在成功起爆工况下,爆轰波有3种传播模态,即单波模态、双波对撞转单波模态和双波对撞转双波模态,提高质量流量或氢气占比有利于爆轰波由单波模态向双波模态转换,模态过度区内存在波速突降;在爆轰波第1个传播周期即将结束时,初始点火起爆形成的正向爆轰和反向激波对撞并透射,透射激波在缓燃区附近诱导产生局部热点并形成新的爆轰波,经过一系列对撞、透射湮灭和增强过程,最终形成稳定的单波或双波模态;当爆轰波稳定后,由于燃烧室内气液分布不均匀,旋转爆轰波稳定传播时内流场可以分为缓燃区、富燃区、富氧区和填充区共4个区域;缓燃区附近局部热点的产生是新爆轰波形成原因之一。

氢氧燃烧及爆轰驱动激波管

分析并观察了沿驱动段轴向分布多火塞燃烧驱动段的性能．提出主膜处同一管截面均匀分布三火花塞引燃的点火方法．用这种点火方法驱动产生的入射激波强度重复性较高，激波后气流速度、温度和压力的定常性亦大大改善，可满足气动试验实际要求．提出在驱动段尾端串接卸爆段来消除爆轰波反射高压，从而可使反向爆轰驱动段用来产生高焓高密度试验气流．这种反向爆轰驱动产生的入射激波重复性高，激波衰减弱．在主膜处的收缩段产生的反射波可缓解爆轰波后跟随的稀疏波的不利影响，从而使前向爆轰驱动具有实用性．在产生的入射激波强度相同条件下，前向爆轰驱动所需的爆轰驱动段可爆混合气初始压力可较反向爆轰低近一个量级．

探索发展激波风洞爆轰驱动技术

发现了燃烧驱动激波管中入射激波马赫数异常升高的起因.实验显示爆轰驱动能力强于燃烧驱动,从而推动爆轰驱动技术的发展.采用卸爆管消除爆轰波反射高压以及双爆轰驱动段全部消除爆轰波后的Taylor稀疏波,使反向和前向爆轰驱动模式具有实用价值.反向爆轰驱动技术还成功用来延长激波风洞试验时间.