用C80量热仪研究重铵油炸药的热分解特性

借助C80微量量热仪研究了多孔粒状铵油炸药、3种常用的重铵油炸药(乳化炸药/多孔粒状铵油炸药质量百分比分别为25/75、50/50、75/25)、乳化炸药的热分解特性,以升温速率0.2 K·min^(-1)时的C80热流速曲线数据为基础,求解了5种炸药试样热分解反应的反应热(ΔH)、表观活化能(E_a)、指前因子(lnA)等热力学和动力学参数。结果表明:乳化炸药的存在抑制了多孔粒状铵油炸药的热分解反应,使其开始发生热分解反应的温度被明显提高。重铵油炸药的表观活化能和放热反应开始温度均高于多孔粒状铵油炸药和乳化炸药,由此得出重铵油炸药的热稳定性高于多孔粒状铵油炸药和乳化炸药的热稳定性。

爆炸热作用所致的铝粉颗粒温度响应

采用高速运动分析系统研究了硝基甲烷爆轰产物在空气中的膨胀飞散过程,并利用热渗透理论计算了硝基甲烷爆炸热作用下铝粉颗粒温度响应。结果表明,硝基甲烷液体炸药爆轰产物膨胀初期阶段对铝粉颗粒的热作用明显优于其爆轰区阶段的热作用;而在许多研究中往往忽略了爆轰区对铝粉热作用的影响,小尺寸铝粉颗粒在炸药爆轰区也能够迅速被加热至活化温度而可能参与化学反应。

化学放热系统热爆炸临界值的随机性

提出了化学放热系统热爆炸临界值的随机性问题,并定义了化学放热系统的热安全度和可靠度。将LambertW函数计算出的化学放热系统临界环境温度和系统实际所处环境温度均看作随机变量,假定化学放热系统临界环境温度服从正态分布,应用应力-强度干涉理论计算化学放热系统的热爆炸概率值。化学放热系统热爆炸概率值的计算使热爆炸理论的研究从确定性理论向随机性理论发展。

动力源火工品点火过程中主装药温度特性数值计算

为研究动力源火工品的点火过程,为其设计提供理论依据,采用数值模拟方法,根据热点火理论建立了描述点火过程的数学模型。通过数值积分得到了在不同点火源温度情况下主装药内部表面附近的温度分布曲线。由分布曲线得到:当点火源温度在2000～3600 K之间变化时,点火发生的位置离开主装药表面的距离在462.8～112.4μm之间,点火延迟期由8222μs缩短到264μs。结果说明点火源温度升高,点火延迟期缩短,当点火源温度升高到2800 K时,延迟时间缩短的趋势变得平缓。

硝酸铵生产过程爆炸危险性评估

根据Semenov模型和Frank -Kamenetskii模型对热爆炸理论进行了阐述 ,将含有杂质的某硝酸铵溶液体系爆炸临界温度的计算值和实验值进行了比较 ,并对 2起爆炸事故进行了评估。结果表明 ,用此方法评估硝酸铵溶液热爆炸发生的临界值是合理的。

热爆炸转变现象及转变点的计算

本文从定态临界性及转变性的一般定义出发,给出了临界条件及转交条件;结合非线性数值积分的特殊方法及牛顿迭代法,构造了一种新的求解普适热传递条件下热爆炸系统(Thomas系统)转变点的方法;给出了平板、圆柱和球形热爆炸系统转变值的计算结果。本文的计算方法在Biot教Bi→0时(接近于Semenov系统),仍能给出精确的结果,弥补了其它方法的缺陷。

热效应下瓦斯燃爆的突变分析

在应用燃烧管来模拟煤矿井巷对瓦斯爆炸进行实验研究时发现,甲烷-空气混合气体在系统的某些控制变量连续变化时,在某一临界状态状态参数会发生突跃变化。应用突变理论对热效应下瓦斯燃烧爆炸过程的突变现象进行了分析。

电热丝的起爆及其临界性(英文)

研究了一个一维圆筒形电热丝热起爆模型,文中采纳了两个常用假定:①定态假设;②不考虑反应物的消耗。但本文考察的Arrhenius反应速率定律没有作任何近似,只在为了取得分析解的情况下采用了指数近似.获得了作为各种系统爆炸判据的Frank-Kamenetskii参数的临界值及临界温度分布。

炸药切削温度理论分析及影响因素的数值模拟

为了研究炸药切削温度的变化规律,首先基于塑性变形理论推导了炸药切削温度的理论表达式,再采用LS-DYNA软件建立了炸药切削过程的二维热固耦合计算模型,并对不同炸药屈服强度、切削深度及进给量等工艺条件下的炸药切削温度进行了模拟计算。结果表明,炸药切削温度的模拟计算结果与理论分析结果吻合,相对误差小于10%;炸药切削温度随炸药屈服强度的增大而升高,屈服强度为25MPa时炸药切削温度的模拟计算值为29℃,比屈服强度为5MPa时高6℃;进给量为0.5m/s时,切削深度为1mm的炸药切削温度(25.4℃)比切削深度为5mm时高0.4℃,表明切削深度对炸药切削温度影响较小;炸药切削温度随进给量的增加而增加,进给量为2m/s时的炸药切削温度(28.8℃)比进给量为0.5m/s时升高约3.8℃。

N_(2)气氛下黄铁矿热分解平衡温度与热力学参数研究

原生黄铁矿在空气中易热分解自燃,影响矿山安全生产。采用同步热分析仪在N_(2)气氛下对原生黄铁矿进行了差热分析,研究黄铁矿热分解行为与热力学参数。借用Semenov热爆炸模型求证黄铁矿热分解TG曲线拐点的临界平衡温度;采用Kissinger函数计算热分解动力学参数,并将其用于求解热力学参数。结果表明:原生黄铁矿热分解会生成结构致密的中间产物,其热分解过程与普通黄铁矿一致;在高温时由于伴生矿热分解产物会与原生黄铁矿热分解产物发生放热反应,导致热分解温度滞后;Semenov热爆炸模型计算的热平衡临界温度与不同升温速率下的拐点温度相近,两者温度相对误差均小于5%。因此,通过联合热分析技术与Semenov热爆炸理论模型可以较准确地预测热分解平衡温度。

普适热传递条件下放热系统的临界表面温度梯度

讨论了放热反应物在满足热爆炸条件时临界表面温度梯度Γ_(cr)和热传递条件(Biot数Bi)的关系。在Frank-Kamenetskii边界条件下,平板、圆柱和球形反应物具有相同的Γ_(cr)值(Bi→∞,Γ_(cr)=2);在Semenov边界条件下,所有反应物形状也具有相同的Γ_(cr)值(Bi=0,Γ_(cr)=0)。对于普适热传递条件(0≤Bi≤∞),Γ_(cr)的值是Biot数Bi和反应物形状的函数。本文提出了一种新的计算方法,并给出了一些经典数值。还利用渐近分析方法,给出了渐近分析公式。

基于热爆炸理论的煤燃点确定及动力学分析

为准确判断煤燃点,提高煤自燃灾害防治能力,依据热爆炸理论,结合煤自燃过程放热曲线,将煤自燃升温过程中微分热流曲线上第1处极小值点作为煤的燃点,计算煤着火前后放热过程动力学参数变化。结果表明:随升温速率增加,煤自燃反应放热过程逐渐向高温区域移动,煤燃点逐渐增大,反应的活化能逐渐减小;同一升温速率下燃点之后煤的活化能增大;燃点之前的煤氧反应级数为1.5,燃点后降低为1;燃点后的煤氧燃烧更加充分,煤自燃更加难以控制。

谢苗诺夫热爆炸开创性论文的知识扩散研究

为了解谢苗诺夫热爆炸开创性研究论文在科学领域的知识扩散情况,从Web of Science数据库中采集了317篇引用谢苗诺夫(1928)的论文,并分别对该论文的时间和空间扩散、作者层面的扩散、主题层面的扩散及与关联文献的协同扩散进行了分析。结果表明,在过去90多年中,谢苗诺夫的热爆炸开创性论文受到了持续的引用扩散,并扩散到了美国、以色列、英国、中国及德国等37个国家或地区和以色列内盖夫本-古里安大学、英国利兹大学、中国台湾云林科技大学、俄罗斯科学院及北京理工大学等187个研究机构。该论文的主要引用者包含Gol'dshtein Vladimir、Gray P、Boddington T、Goldfarb I及Zinoviev A等一批热爆炸研究学者。谢苗诺夫(1928)扩散到论文的主题与热爆炸关系密切,包含积分流形、燃烧、差示扫描量热法、失控反应及自热等热爆炸研究主题及研究方法。其中,近期主要扩散到的主题有热失控、锂电池及差示扫描量热法等。谢苗诺夫(1928)与关联文献的协同扩散展示了知识扩散的知识基础及其各个时期的演化情况,揭示了热爆炸从早期理论探索到近期实践研究的历程。

电气隔爆理论及新防爆方法探讨

GB 3836.2—2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分:隔爆型"d"》规定了隔爆型电气设备的设计、制造和检验的防爆要求,以期达到电气设备的防爆目的。然而,采用这种标准设计、制造的隔爆型电气设备,在电气设备外壳内部发生弧光短路情况下通常起不到防爆作用。因此,着重分析了在弧光短路状态下隔爆外壳失爆的原因。为了解决隔爆理论存在的不足,提出在隔爆外壳内部增加光敏或热敏元件及用于防爆保护电路的思路。当电气设备外壳内部发生弧光短路故障,所产生的光和热通过保护电路作用于上一级开关跳闸,避免隔爆型电气设备失爆。