甲烷-空气最小点火能量预测理论模型

 最小点火能是可燃气体危险性辨识的重要参数之一。为从理论上得到混合气体的最小点火能,建立了可燃气体火花点火的物理模型,给出了通过数值模拟得到的可燃气体最小点火能量的预测方法,采用该方法得到了甲烷-空气混合气火花点火的临界温度及最小点火能量。结果表明：甲烷-空气混合气的最小点火能量与浓度呈U型关系,浓度为8.5%的预混气的最小点火能量计算值为0.39 mJ,与实验值0.4 mJ吻合较好。     

炸药水下爆炸能量输出特性试验研究

为了解炸药水中爆炸能量的输出特性,特别是冲击波能随距离的衰减规律,对有效比冲能进行了研究。经过理论推导发现,传统的有效比冲能计算公式仍然满足相似律。TNT炸药水下爆炸试验结果表明,炸药的有效比冲能、比气泡能和总能量的测量结果与经验公式计算结果吻合较好。通过对试验结果进行分析,拟合得到了有效比冲能随距离变化的趋势线。对比经验公式结果,发现在小药量试验中冲击波能随距离的衰减更明显。     

基于消息传递接口的空中爆炸问题的并行计算

研究了用于处理三维多物质欧拉网格的模糊界面技术以及算法存在的数据相关性问题,提出了解决数据相关性的方法。采用基于消息传递接口(MPI)模式,设计出了相应的MMIC-3D并行程序,得到了无限空气介质中爆炸的三维数值模拟结果,计算结果与实际的实验现象及规律基本吻合。在共享存储的全对称多处理机(SMP)上进行了测试,得到了理想的加速比。     

物理化学教学中安全工程教育的融合与内化实例*

如何强化安全工程教育是化学化工类专业高等教育的一个重要课题。通过对蒸汽锅炉爆炸、火灾爆燃事故以及锈蚀危害等3个实例的详细讲述,指出在物理化学的教学中,若适时融入相关的安全工程教育,可以使学生深刻理解安全事故发生及防范所依赖的物理化学原理,从而起到安全意识的内化作用。教学中现代教育技术的引入可以增强这一效果。     

炸药爆炸法合成的纳米金刚石粉

综合介绍了用炸药爆炸法合成的金刚石粉的制备方法、性质和结构特点, 以及一些可能的应用途径。着重指出, 这种金刚石粉是由纳米尺寸的颗粒组成的一种金刚石新品种。     

二维气相色谱法测定三硝基甲苯爆炸后空气中6种组分

采用二维气相色谱法(2DGC)测定三硝基甲苯爆炸后空气中6种组分的含量。试验选用5A色谱柱(3 m×2 mm,0.18～0.25 mm,用于测定一氧化碳、甲烷、氢气、氮气、氧气)和Porapark Q色谱柱(3m×2mm,0.18～0.25mm,用于测定二氧化碳)。为克服基线波动的影响,在检测器前端增加气阻,在进样口出口端增加气容。选用10号气阻,使基线波动幅度减小至100μV,平稳时间为10s。气容和气阻的组合有效改善了阀切换操作引起的基线波动及流量归零引起的基线波动。按所选定的2DGC的分析流程和色谱条件,可完成上述6种组分的测定,各组分无损失,分析时间为1h。一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气的检出限(3S/N)依次为0.001 5%,0.001 0%,0.001 5%,0.15%。上述4种气体组分测定值的相对标准偏差(n=10)依次为0.50%,0.20%,0.20%,0.40%。经显著性检验,2DGC的分析结果与质谱和一氧化碳检测仪的分析结果之间不存在显著性差异。方法应用于实际样品的分析,结果表明三硝基甲苯爆炸后空气中一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氢气、氮气和氧气为常量成分。     

氢氯混合气光照爆炸创新实验

氢氯混合气光照爆炸是氯气性质的重点难点之一,该实验是中学化学实验中的重点和难点.做好此实验,对于学生掌握氯气这一性质是很有必要的.     

催化辅助爆炸法合成碳纳米管

报道了以三硝基苯酚(苦味酸,C₆H₃N₃O₇)、乙酸钴[Co(Ac)₂]和菲(C₁₄H₁₀)作为爆炸物,通过热引发方式使其在不锈钢耐高压容器中发生爆炸反应来制备多壁碳纳米管.利用TEM,HRTEM和XRD等手段对碳纳米管和催化剂的形貌和结构进行表征,综合TEM和TG测试结果确定产物中碳纳米管的含量.结果表明,随着反应条件的变化,可获得外径分布在20～40nm范围内,管长为数十微米的多壁碳纳米管.金属钴催化剂在爆炸过程中原位生成.苦味酸装填密度的增大有利于碳纳米管含量的提高,优化条件(苦味酸的装填密度为0.2g/cm³)后碳纳米管的含量可达70%左右.     

C60团簇与稠密等离子体相互作用的数值模拟

采用球壳层模型研究了C60团簇与稠密等离子体的相互作用．假定离子团中离子之间的位置矢量的取向是随机的，在线性化的伏拉索夫一泊松理论框架下，借助于经典的等离子体介电函数，推导出C60离子团簇的自能和阻止本领的解析表达式．通过数值求解离子团半径变化的运动方程，研究了团簇的库仑爆炸过程，并讨论了入射速度、等离子体密度和电子温度对自能、阻止本领和库仑爆炸的影响．结果发现自能中的尾流效应降低了C60团簇离子的库仑爆炸速度，甚至可以稳定C60团簇的结构．     

基于DIC的爆炸加载下脆性材料裂纹扩展规律的试验研究

通过数字图像相关法（DIC）,应用PMMA对爆炸加载条件下脆性材料的裂纹扩展规律进行了试验研究。基于对称性试验模型,实现了裂纹尖端位置和应变场信息的同步记录。以此为基础,通过对比分析获知,主应变场应变值最大点不能作为裂纹尖端的判断依据。并以动态裂纹扩展速度为参量,应用断裂动力学和最小二乘牛顿迭代法,计算出了考虑惯性效应的Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹的应力强度因子:K_Ⅰ和K_Ⅱ值会随着裂纹扩展方向改变而发生突变;K_Ⅰ最大值为2.63 MPa·m1/2,最小值为0.89 MPa·m1/2;其整体变化趋势表明,爆炸加载条件下脆性材料裂纹扩展随能量积聚和释放呈循环阶梯式递减发展。