乳化炸药配方设计的数学模型研究

根据炸药爆炸反应的热化学 ,建立了乳化炸药配方设计的数学模型 ,利用数学模型讨论了不同含量的硝酸铵、硝酸钠、水、乳化剂Span 80和油相材料对乳化炸药的热化学参数 (爆热和比容 )的影响。结果表明 :(1)硝酸铵的含量增加 ,乳化炸药的爆热和比容提高 ;硝酸钠的最佳含量为 7%～ 9% ;水的最佳含量为 9%～ 10 % ;乳化剂的最佳用量为 1.5 %～ 2 %。 (2 )油相材料的用量满足整体乳化炸药为零氧平衡即可。     

定向爆破及其在农田基本建设中的应用(三)

第七章 炸药和起爆器材 在农田基本建设中,利用炸药的爆破作用在开挖土石方、修渠、搬山造田、筑坝等工程中得到了越来越广泛的应用。在大爆破中,炸药的费用在整个工程费用中占很大比例。因此,在计算用药量和生产配制炸药过程时,应当充分注意发挥和利用炸药的爆炸作用。 炸药可分为固体炸药和液体炸药,有的是化合物(如黑索金、梯恩梯等),有的是混合物(如铵油炸药)。在农田基本建设中,常用的炸药品种有铵梯炸药、铵油炸药以及黑火药,其中以硝酸铵(化     

计算CHNO和CHNOAl炸药爆速的一种新方法

基于理想混合炸药模型的概念,提出一种计算混合炸药爆速的新方法,并构造空气和铝粉与炸药组分相关的特征爆速关系式。对装药密度大于最大理论密度85%的26种CHNO类混合炸药、13种CNNO类单质炸药、25种含铝炸药进行计算,爆速的计算值与实验值吻合较好,平均相对误差为0.01%,相关系数为0.961 5。通过数据分析,新方法优于Urizar方法和Kamlet方法。新方法是一种计算CHNO类和CHNOAl炸药爆速的可靠方法,对新型混合炸药的研究具有一定指导意义。     

炸药类型对富铁矿爆破效果影响的试验研究

为探究炸药类型对铁矿石爆破效果的影响，选用相同药量的3种炸药对铁矿石试样进行爆破试验。对比研究了不同炸药爆炸作用后试样表面裂纹分形维数和碎块块度分布特征，进而对试样的破坏程度和爆破效果进行了定量的对比与评价。同时，从爆炸应力波叠加、能量释放与传递角度，对爆破效果的差异进行了理论分析。研究结果表明:（1）松散装药以及混合装药均会导致爆源相同距离处爆炸应力场分布的均匀性变差；（2）炸药爆热越大、炸药铁矿石波阻抗匹配程度越高，炸药爆炸后释放的能量越大且能量传递效率越高，铁矿石破坏程度越大；（3）爆破工程中炸药选型时，应重点考虑炸药密度、爆热和爆速3个参数，选择与矿（岩）体波阻抗匹配程度高且爆热合适的炸药，使得爆破后产生的大块和小块均较少。     

低爆速炸药性能研究

本文介绍了一种低爆速炸药,并讨论了几种稀释剂对TNT和RDX爆速、爆压和冲击感度的影响。给出了爆速随装药直径变化的经验关系式和极限爆速与其组份的分子式和结构经验关系式。研究结果表明:采用本文提出的配方与工艺能获得所需要的稳定低爆速炸药。     

混合炸药爆速预报的新方法

为了提高混合炸药爆速尤其是含铝混合炸药爆速的计算精度,基于体积加权法思路构造一种新的混合炸药爆速计算公式,对近50种常见的混合炸药配方进行了计算,并与实验值进行对比,结果很好吻合,最大误差低于3%,平均误差低于1%,与BKW和Urizar常用方法相比,计算精度有显著提高。     

用光电技术测定爆轰参数

本文介绍了一种用光电技术同时测定爆速和爆温、爆压和爆温的方法。用光电比色技术测定炸药爆轰温度的同时,用两个爆轰面上爆轰的时间差计算爆轰波速度;或用透明介质中冲击波速度来反算炸药中的爆轰压力。方法原理可靠,技术简便。     

水箱法——一种可用于小药量测定炸药爆轰压力的方法

在测定炸药爆压的许多方法中,水箱法,由于其简便、比较可靠,并且有可能用小药量测定爆压,是一种很实用的研究新炸药性能的方法。本文作者描述了实验装置和数据处理的方法,又用其研究测定了园柱炸药的直径效应,列出了实验结果并作了比较。     

粉状工业炸药配方设计的数学模型

论述了含C、H、O、N、Al元素的工业炸药配方设计数学模型的建构方法 ,研究了无梯硝铵炸药、铵梯油炸药和含铝铵梯油炸药配方设计及最优化的数学模型 ,给出了上述几种粉状工业炸药配方设计及最优化数学模型的计算结果。对用理论配方所制工业炸药的爆炸性能也进行了研究 ,以证实数学模型的可靠性。     

对一种新的爆压测试方法二碘甲烷法的研究

在阻抗匹配法的基础上发展了一种比较精确的爆压例行测试方法二碘甲烷法。用二碘甲烷（CH2I2）作惰性材料,采用多列狭缝扫描照相测定CH2I2中的初始冲击波速度,用声学近似计算爆压。对于猛炸药高密度药柱可以得到跟阻抗匹配法一致的爆压,从而此方法可以作为猛炸药高密度药柱爆压的一种比较精确的例行测试方法。     

几种典型添加剂对硝酸铵抗爆性能的影响

选取几种典型添加剂加入硝酸铵,采用联合国隔板实验研究其加入量、混合方式等对硝酸铵抗爆性能的影响。实验结果表明添加氯化钾(KCl)、氯化钠(NaCl)和磷酸一铵(NH₄H₂PO₄)均有一定的抗爆效果,当KCl添加量为20%(机械混合)或15%(溶液混合),NaCl添加量为35%(机械混合)或15%(溶液混合),NH₄H₂PO₄添加量为25%(机械混合)或30%(溶液混合)时,硝酸铵在联合国隔板实验条件下均不再传播爆轰。对氯化物添加剂,采用溶液混合方式有利于添加剂与硝酸铵的混合均匀,因此该种方式效果更好;而对具有酸性的磷酸一铵,由于溶液混合的酸性能加速硝酸铵热分解,因此机械混合方式的抗爆效果更优。     

Characterization of the Mixing Layer Resulting from the Detonation of Heterogeneous Explosive Charges

A dense, two-phase numerical methodology is used to study the mixing layer developing behind the detonation of a heterogeneous explosive charge, i.e., a charge comprising of a high explosive with metal particles. The filtered Navier–Stokes equations are solved in addition to a sub-grid kinetic energy equation, along with a recently developed Eulerian–Lagrangian formulation to handle dense flow-fields. The mixing layer resulting from the post-detonation phase of the explosion of a nitromethane charge consisting of inert steel particles is of interest in this study. Significant mixing and turbulence effects are observed in the mixing layer, and the rms of the radial velocity component is found to be about 25% higher than that of the azimuthal and zenith velocity components due to the flow being primarily radial. The mean concentration profiles are self-similar in shape at different times, based on a scaling procedure used in the past for a homogeneous explosive charge. The peak rms of concentration profiles are 23–30% in intensity and decrease in magnitude with time. The behavior of concentration gradients in the mixing layer is investigated, and stretching along the radial direction is observed to decrease the concentration gradients along the azimuth and zenith directions faster than the radial direction. The mixing and turbulence effects in the mixing layer subsequent to the detonation of the heterogeneous explosive charge are superior to that of a homogeneous explosive charge containing the same amount of the high explosive, exemplifying the role played by the particles in perturbing the flow-field. The non-linear growth of the mixing layer width starts early for the heterogeneous explosive charge, and the rate is reduced during the implosion phase in comparison with the homogeneous charge. The turbulence intensities in the mixing layer for the heterogeneous explosive charge are found to be nearly independent of the particle size for two different sizes considered in the initial charge. Overall, this study has provided some useful insights on the mixing layer characteristics subsequent to the detonation of heterogeneous explosives, and has also demonstrated the efficacy of the dense, multiphase formulation for such applications.     

激波与爆轰波对撞的数值模拟研究

用二阶精度NND差分格式和改进的二阶段化学反应模型模拟了爆轰波与激波的对撞过程,研究了不同强度入射激波对爆轰过渡区域的影响. 当对撞激波较弱时,透射爆轰波演变主要受流动膨胀作用的影响,可划分为对撞影响区、爆轰恢复区和稳定发展区3个阶段. 在爆轰恢复区和稳定发展区,前导激波压力经历一个过冲、然后向稳定爆轰过渡的过程,表现了爆轰波熄爆和再起爆的物理特征. 当对撞激波较强时,可燃混合气体的高热力学参数导致了更高的化学反应活化程度,形成了弱爆轰向稳定爆轰的直接转变.      

一种以TATB/HMX为基炸药的到爆轰距离

利用光纤探针/光电转换器/示波器技术和楔形炸药块方法,采取电炮驱动薄飞片冲击加载产生高压短脉冲激励的装置,测量了一种以TATB/HMX为基炸药的到爆轰距离,研究了到爆轰距离与初始冲击波压力幅值和脉宽的关系,给出了该炸药的POP曲线和表达式。实验结果有助于了解压力脉宽对钝感炸药的冲击起爆和爆轰成长的影响。对于短脉冲冲击加载,入射压力脉宽对炸药的到爆轰距离影响明显,相同实验条件下,压力脉宽越长,炸药的到爆轰距离越短;相同压力脉宽下,加载压力越高,炸药的到爆轰距离越短。     

Meshfree particle simulation of the detonation process for high explosives in shaped charge unlined cavity configurations

The numerical simulation of the detonation of a high explosive (HE) is generally not an easy task for traditional grid based methods. Smoothed particle hydrodynamics (SPH) method, as a meshfree, Lagrangian and particle method, provides a very attractive approach in dealing with large deformations and large inhomogeneities in the extremely transient high explosive detonation and later expansion process. This paper presents the application of SPH to simulate and analyze the detonation process of high explosive in shaped charge. A three-dimensional SPH code is developed and applied to simulate the shaped charge detonation process in different scenarios. It is observed that for high explosive in a shaped charge, the detonation produced gaseous products experience strong convergence that forms an extremely high-pressure gas jet. Factors such as different charge cavity shapes and different detonation models lead to quite different behavior of the gas jet convergence and later divergence. Further analyses reveal that a critical value for the charge head length exists. Beyond this critical value, increasing the charge head length will not result in improvement on the gas jet convergence performance.Received: 11 March 2002, Accepted: 9 December 2002, Published online: 28 April 2003     

温压炸药的爆炸温度

根据温压炸药的爆炸特性,采用红外热成像仪研究温压炸药的爆炸温度。通过对实验结果的分析发现,与等量TNT相比,温压炸药爆炸云团温度较高,高温持续时间是TNT的2~5倍,高温云团体积可达TNT的2~10倍,体现了温压炸药相对于传统高能炸药的温度场优势。药剂被引发后所形成的高温环境,足以维持其中铝粉的后续快速燃烧反应,从而为增强爆炸冲击波提供帮助。     

多元混合PBX炸药冲击起爆的多元Duan-Zhang-Kim反应速率模型研究

提出了多元混合PBX炸药孔隙塌缩热点模型新的处理方法，构建了新的细观反应速率模型，系列数值模拟结果与实验结果均一致，表明该细观反应速率模型可较好地描述和预测炸药组分配比及颗粒度对多元混合PBX炸药冲击起爆过程的影响。PBX炸药冲击起爆过程主要受热点点火过程和燃烧反应过程共同作用:HMX占主导成分的PBXC03炸药，起爆压力低，冲击起爆过程受热点点火影响较明显，热点点火后的燃烧反应速度较快，表现为加速反应特性；TATB占主导成分的钝感PBXC10炸药，起爆压力高，冲击起爆过程主要受点火后的燃烧反应过程控制，且点火后燃烧反应速度较慢，表现为稳定反应特性。     

在两层不同爆速炸药滑移爆轰作用下飞板运动的数值计算研究

本文研究用低爆速炸药复盖高爆速炸药在定滑移爆轰作用下飞板运动的计算方法,并对惯性复盖与炸药复盖的结果作出相互比较。