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相似文献
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1.
铝颗粒激波点火机制初探   总被引:9,自引:1,他引:8  
洪滔  秦承森 《爆炸与冲击》2003,23(4):295-299
通过对铝颗粒在激波后的高温热气流中由于温度升高产生的热应力进行分析计算 ,对铝颗粒的激波点火机制进行初步探讨。计算结果表明在激波后的气流中 ,铝颗粒的温度只要升高 70C左右 ,铝颗粒的氧化层就会产生裂纹。当铝颗粒的铝完全熔化后 ,如果这时气流对颗粒的作用使得已经产生裂纹的氧化层进一步破裂并失去对铝的保护 ,铝颗粒将被点火 ;但如果此时气流对铝颗粒的作用未能使氧化层失去保护作用 ,铝颗粒的温度需达到或接近三氧化二铝的熔点时才能被点火。  相似文献   

2.
铝粉尘激波点火的实验研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
郑波  胡栋 《爆炸与冲击》1997,17(2):174-181
介绍了用铝粉氧化反应所生成的中间产物的特征光谱来测量铝粉尘受激波点火延迟的新的测量方法.测量了三种不同形状和粒度的铝粉尘激波点火延迟。由实验证实,当环境温度在Al2O3的熔点左右时,铝粒都可以被点火;由于机制的不同,点火延迟相差很大;点火延迟与铝粉颗粒的比表面积和活性铝的含量有关,而与环境的氧含量基本无关;但当氧含量小于1%时,铝粉尘不能被点火。  相似文献   

3.
爆轰波管中铝粉尘爆轰的数值模拟   总被引:10,自引:0,他引:10  
洪滔  秦承森 《爆炸与冲击》2004,24(3):193-200
用两相流模型对爆轰波管中的铝粉尘的爆轰波进行了研究。模型考虑了气体和颗粒两相间速度和温度的不同及由于管壁引起的对流热传导和粘性引起的耗散,考虑了由于铝颗粒表面粗糙使得表面积增加的因素。铝颗粒的点火判据使用了新的判据,即铝颗粒在激波后的气流中温度达到铝的熔点且铝全部熔化即被点火。数值模拟了内径为15.2cm的爆轰波管中铝粉尘中爆轰波的传播和发展,得到了爆轰波速度及铝颗粒点火距离,还得到了爆轰流场中物理量的分布。从前导激波面到CJ面处,两相间的速度和温度有明显的差别。还考虑了粒子由于粗糙引起的表面积增加对爆轰波的影响,这个因素对铝颗粒的点火距离的影响较大,对这里计算的铝粉尘爆轰波的速度基本没有影响。结果表明,两相流模型可以较好地描述铝粉尘的爆轰过程,得到具有很粗糙表面、平均粒子直径为3.4m的铝粉尘浓度为304g/m3时爆轰波的速度为1.63km/s,点火距离为3mm,与实验值符合较好。  相似文献   

4.
方谋鑫  刘峰 《爆炸与冲击》1996,16(2):130-136
根据HAN基液滴LP-1846点火的挂滴实验[1],提出了点火模型。应用分歧理论找出了相应的点火判据。按二维定态投影法给出了分歧分析解。通过对点火判据的分析,发现理论与实验符合得较好。  相似文献   

5.
采用瞬态阴影技术及红外光电传感器技术实验研究了沉积玉米粉的激波点火过程,并对此进行了理论分析。实验与理论分析结果表明,激波掠射沉积粉尘床后,粉尘颗粒先上扬到一定高度后才点火,颗粒的点火延迟时间与激波波前马赫数、气相氧气含量等因素有关。另外,沉积粉尘的激波点火延迟时间比相同条件下的悬浮粉尘激波点火延迟时间长。  相似文献   

6.
悬浮RDX炸药和铝颗粒混合粉尘爆轰的数值模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用两相流方法对炸药颗粒直径为20.0 m时与铝颗粒混合物的爆轰波的发展与传播过程及爆轰波参数进行了数值计算。结果表明,在炸药粉尘中加入铝颗粒,可以大大提高爆轰波参数。当铝颗粒直径为3.4 m时,尽管铝颗粒的直径较炸药颗粒直径小,但由于炸药颗粒的点火温度低,二者的点火时间相差不多。如果铝颗粒的直径为7.0 m,由于铝颗粒的点火滞后于炸药颗粒的点火,混合颗粒粉尘中可能形成双波阵面的爆轰波。  相似文献   

7.
为研究含能材料在激光作用下的点火特性,从基本守恒方程组出发,基于详细化学反应动力学模型,建立了含能材料激光点火的气相模型.利用所建立的模型对RDX在激光辐照下的点火过程进行了数值模拟,得到了点火过程中的瞬时温度分布和组分分布,对点火特性进行了分析.计算得到的不同激光功率密度下的RDX点火延迟时间与文献结果一致.  相似文献   

8.
高能炸药摩擦感度的数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
林文洲  洪滔 《爆炸与冲击》2016,36(6):745-751
为了研究炸药摩擦安全性,利用熔化摩擦模型对几种高能炸药的摩擦感度进行了数值模拟,结果符合实验,并根据热分解反应速率分析了感度规律。由于炸药熔点一般低于点火温度,所以基于一个考虑熔化现象的炸药摩擦模型,在炸药感度实验条件下进行了一维数值模拟,给出了炸药熔化结果和摩擦点火的时间:4种摩擦感度较弱的炸药包括DATB、NQ、TATB和TNT的点火时间的顺序即感度顺序符合实验结果,说明摩擦点火模型适应性。进一步结合炸药热分解反应速率的大小顺序,数值模拟证明,在一定摩擦强度下,点火顺序会发生交换,说明摩擦感度实验不能完全说明炸药摩擦感度强弱顺序。  相似文献   

9.
为探索低温工况下甲烷的爆炸特性,利用自行构建的实验装置,测试了温度为-90~0 ℃、压力为0.1~0.5 MPa的条件下甲烷的最小点火能。研究表明:在研究范围内,随着压力的升高,甲烷的最小点火能减小,且低压时甲烷最小点火能随初始压力的增高减小较快,高压时减小较慢;随着温度的升高,甲烷最小点火能也减小,且低压时甲烷最小点火能随初始温度的增高减小较快,高压时减小较慢;甲烷的最小点火能分别与压力平方的倒数、温度的倒数呈近似线性关系。  相似文献   

10.
为探究某新型含铝固体推进剂燃烧特性和规律,在模拟固体发动机的高压条件下,采用可调功率激光器结合高速摄影、发射光谱等光学诊断技术对该新型含铝固体推进剂开展了系统的点火及燃烧过程研究。通过对该推进剂的点火延迟、退移速率、燃烧温度以及团聚物颗粒尺寸的定量测量和分析,明确了该推进剂的点火延迟量级;证实此推进剂的退移速率严格遵循Summerfield燃速公式;判断出其最高燃烧温度高于3 300 K,且随压力增大而升高;通过对燃烧过程中发光凝聚相产物面积的量化分析得出推进剂产物中团聚物粒径尺寸受环境参数的影响规律。  相似文献   

11.
STUDIES ON THE AUTOIGNITION CHARACTERISTICS OF RP-3 AVIATION KEROSENE   总被引:2,自引:0,他引:2  
在预加热到135℃的激波管反射激波后5区,以点火过程中OH自由基在306.5nm处特征发射光谱强度的急剧变化作为点火发生的标志,进行了RP-3航空煤油点火特性的实验研究.实验温度范围为800~1450K,当量比为0.5,1,1.5,压力为0.05,0.1,0.2MPa,O2的摩尔浓度为空气含量20%.实验获得了低压条件下(0.05,0.1,0.2MPa)RP-3航空煤油点火延时与点火温度﹑压力﹑当量比以及煤油和氧气浓度的依赖关系.将低压实验结果与高压(0.55,1.1,2.2MPa)条件下煤油点火特性进行了对比.结果显示,当量比对煤油点火特性的影响存在一个临界温度.在临界温度以上的高温区,煤油点火延时随当量比增加而增长;在临界温度以下的低温区,煤油点火延时随当量比增加而缩短;这一临界温度随点火压力的降低而升高.采用3种煤油燃烧反应动力学机理对煤油点火过程进行了动力学数值模拟,并与实验结果进行了对比.结果显示,Honnet等提出的煤油反应机理在高压(2.2MPa)下与实验结果吻合得很好,而在低压下有一些差异.对不同压力条件下的点火过程进行敏感度分析表明,三体反应H+O2+M=HO2+M在高压时对煤油点火起轻微抑制作用,而在低压时对煤油点火起促进作用.  相似文献   

12.
在激波管中利用反射激波后高温环境加热燃料,以燃料点火过程中氢氧自由基特征发射光谱强度的急剧变化作为点火发生的标志,在温度范围800 1 650K,压力0.2MPa, 0.7MPa, 1.2MPa,化学当量比为0.5, 1, 2,O2 浓度为空气含量20% 的条件下,进行了C2H4/O2/Ar 混合气在低稀释度条件下点火特性的实验研究. 获得了乙烯点火延时随温度、压力、化学当量比、燃料以及氧化剂浓度等参数变化的拟合关系式. 对乙烯点火转爆轰现象进行了初步观察,考察了初始温度对乙烯点火特性以及点火转爆轰的影响.  相似文献   

13.
讨论点火延迟时间和爆轰波胞格尺度的内在关系,将点火延迟时间作为特征参量来模拟胞格尺度. 分别对两个总包单步化学反应模型和一个基元反应模型的点火延迟时间进行了数值模拟研究. 对于满足当量比的氢气/空气混合气体,分析了不同初始压力下点火延迟时间随初始温度的变化关系. 研究表明:总包单步反应模型的点火延迟时间不随压力变化,且与初始温度呈线性关系. 基元反应模型的点火延迟时间随压力变化,而且存在理论上的S 型曲线,但是在拐点区域和低温区域与CHEMKIN 计算的结果相差1~3 个量级. 现有模型模拟的胞格尺度普遍偏小,其相应的点火延迟时间也偏小,胞格尺度与点火延迟时间具有正相关性. 入射激波后的气体的点火延迟时间与三波点的运动周期一致,是定量化模拟胞格的关键因素.  相似文献   

14.
许厚谦 《爆炸与冲击》1994,14(4):289-297
建立了用于模拟入射激波后可燃粉尘颗粒点火的一维非定常两相化学反应流模型,该模型考虑了气固两相间的相互作用、粉尘颗粒的加速、加热和化学反应。粉尘颗粒着火前的化学反应用发生在颗粒外表面和内孔表面的非均相反应描述,颗粒内部的温度变化用一含有化学反应源项的非稳态热传导方程来描述,以颗粒外表面温度的突跃上升作为可燃粉尘颗粒点燃的着火条件。我们用该模型和PSIC方法,对由中等强度激波从纯气相传入煤粉-氧气混合物而引起的非定常两相流动现象,包括气固两相间的相互作用、粉尘颗粒的加速、加热以及点火过程进行了数值研究,计算了对应于不同载荷比、马赫数为4~5的入射激波后煤尘颗粒的点火延迟时间,分析了由于可燃粉尘颗粒的存在,入射激波及波后气固两相流动参数的变化规律。数值计算结果与实验数据符合较好。文中建立的模型和所用的基于PSIC算法的数值方法,用最自然的方式描述气固两相流动,即用连续流模型(欧拉方程)描述输运相(气相)的流动,用轨道颗粒模型(拉格朗日方程)描述分散相(颗粒相)的运动。用这种方法模拟含尘介质中激波后颗粒的点火是很有效的,它可以清楚地确定哪一个颗粒群最先着火,它的初始位置以及在整个点火延迟时间内  相似文献   

15.
A mathematical model of ignition of a coal-particle gas suspension is developed within the framework of mechanics of reacting heterogeneous media. Some qualitative features are studied, which reveal different typical variants of heat dynamics of the mixture: heterogeneous ignition caused by the coke residue ignition reaction, homogeneous ignition induced by volatile oxidation in the gas phase, and hybrid ignition due to the simultaneous effect of surface and volume reactions. Verification of the model is performed using available experimental data on ignition delay times for coal-particle suspensions in air and oxygen behind reflected shock waves. The model is extended to detonation processes in the suspension, verified by experimental data on the relation between the propagation velocity and initial particle concentration. Stationary detonation regimes are studied, and specific features of detonation structures are discussed.This paper was presented at the 18th International Colloquium on the Dynamics of Explosions and Reactive System, Seattle, Washington, USA, August, 2001  相似文献   

16.
基于基元反应模型和单步反应模型,对直管道中H2-air混合气体中爆轰波的传播过程进行了数值模拟,揭示了气相爆轰波传播过程中的自点火效应。利用数值模拟方法计算了不同爆轰模型的点火延迟时间,并得到了爆轰波三波点的传播过程以及所形成胞格结构的尺寸。结果表明,胞格宽度与点火延迟时间成正比;爆轰波诱导区内气体的点火延迟时间与三波点的运动周期基本一致。进一步对结果分析可知,爆轰波的自维持传播取决于点火延迟时间(表征化学反应的特征时间)和三波点的运动周期(表征流动的特征时间)的匹配;当二者相匹配时,经过前导激波压缩后形成的高温高压爆轰气体,在短时间内实现了自点火,同时释放出大量的能量推动了爆轰波的前进,即爆轰波的稳定自维持传播依靠其自点火机制。  相似文献   

17.
Song  Xuan  Wu  Xianqian  Dai  Lanhong  Jiang  Minqiang 《Acta Mechanica Sinica》2022,38(2):1-11

In shock tube experiments, the interaction between the reflected shock and boundary layer can induce shock bifurcation and weak ignition. The weak ignition can greatly affect the ignition delay time measurement in a shock tube experiment. In this work, two-dimensional simulations considering detailed chemistry and transport are conducted to investigate the shock bifurcation and non-uniform ignition behind a reflected shock. The objectives are to interpret the formation of shock bifurcation induced by the reflected shock and boundary layer interaction and to investigate the weak ignition and its transition to strong ignition for both hydrogen and dimethyl ether. It is found that the non-uniform reflection of the incident shock at the end wall produces a wedge-shaped oblique shock foot at the wall. The wedge-shaped structure results in strong interactions between reflected shock and boundary layer, which induces the shock bifurcation. It is demonstrated that the local high-temperature spots at the foot of the bifurcated shock is caused by viscous dissipation and pressure work. As the post-reflected shock temperature increases, the transition from weak ignition to strong ignition in a stoichiometric hydrogen/oxygen mixture is observed. The relative sensitivity of ignition delay time to the post-reflected shock temperature is introduced to characterize the appearance of weak ignition behind the reflected shock. Unlike in the hydrogen/oxygen mixture, weak ignition is not observed in the stoichiometric dimethylether/oxygen mixture since it has a relatively longer ignition delay time and smaller relative sensitivity.

  相似文献   

18.
Behavior of detonation waves at low pressures   总被引:1,自引:0,他引:1  
With respect to stability of gaseous detonations, unsteady behavior of galloping detonations and re-initiation process of hydrogen-oxygen mixtures are studied using a detonation tube of 14 m in length and 45 mm i.d. The arrival of the shock wave and the reaction front is detected individually by a double probe combining of a pressure and an ion probe. The experimental results show that there are two different types of the re-initiation mechanism. One is essentially the same as that of deflagration to detonation transition in the sense that a shock wave generated by flame acceleration causes a local explosion. From calculated values of ignition delay behind the shock wave decoupled from the reaction front, the other is found to be closely related with spontaneous ignition. In this case, the fundamental propagation mode shows a spinning detonation. Received 10 March 1997 / Accepted 8 June 1997  相似文献   

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