| 铝粉/氢气/空气混合爆轰现象试验研究 |
| |
| 引用本文： | 张晓源,卢子寅,李进平,张仕忠,陆星宇,陈宏.铝粉/氢气/空气混合爆轰现象试验研究[J].力学学报,2023(11):2693-2702. |
| |
| 作者姓名： | 张晓源 卢子寅 李进平 张仕忠 陆星宇 陈宏 |
| |
| 作者单位： | 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金(11902328)；;中国科学院院长基金(院基条字1702号)资助项目； |
| |
| 摘 要： | 混合爆轰现象既包含气相反应又包含两相反应,具有复杂性和多样性.爆轰推进技术在新领域的突破性应用与发展,依赖对爆轰现象的深刻认识.文章采用卧式爆轰管开展铝粉/氢气/空气混合爆轰试验,将μm和nm量级的球形铝粉与当量比的氢气和空气通过扬尘充分混合,在长13 m和直径224 mm的管内直接起爆混合物.试验中观测到不同种类的混合爆轰波,包括双波面和单波面结构.通过对爆轰燃气中铝粉点火燃烧特性的分析,阐明了两相反应对铝粉/氢气/空气混合爆轰波结构的直接影响.粒径100 nm和1μm时,混合爆轰呈现单波面结构,对比气相爆轰爆速和压力峰值都有增加,铝粉点火释热开始于声速面之前.粒径20μm和40μm铝粉点火较慢,混合爆轰呈现出双波面结构,气相反应释热支持第一道波,而铝粉燃烧支持第二道波.粒径10μm时,测得爆轰波压力曲线是单波峰,峰值压力有大幅提高,但是爆速并没有增加.其本质是两波面距离很近的双波面结构,由于传感器空间辨识能力的不足而无法在压力曲线中区分.混合爆轰试验结果充分解释了铝粉/氢气/空气混合爆轰现象,反映了铝粉在复杂条件下的燃烧特性,并且明确了铝粉的点火燃烧特性对混合爆轰现象的影响机理.
|
| 关 键 词： | 金属粉末 混合爆轰 两相反应 点火延迟 化学反应流 |
|
|
