兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 1139-1147.doi: 10.12382/bgxb.2022.0599
收稿日期:
2022-07-04
上线日期:
2023-04-28
通讯作者:
基金资助:
ZHANG Kun1, ZHI Xiaoqi1,*(), XIAO You2, WANG Shuai3
Received:
2022-07-04
Online:
2023-04-28
摘要:
为理论分析凝聚炸药慢速烤燃过程,及为烤燃研究奠定理论基础,根据炸药的热传导理论方程,利用叠加原理和分离变量法,将炸药非反应性热传导项与自热反应热传导项拆分,推导得到凝聚炸药一维慢速烤燃模型的温度分布解析解。计算并分析自热反应温度最高值所在位置随加热时间的变化规律以及自热反应温度最高值及温度梯度随厚度的变化规律。根据慢烤试验结果,对温度沿轴向的分布情况进行验证;利用数值计算方法对药柱烤燃的点火点位置、点火温度及时间进行验证。研究结果表明:理论确定的点火点位置与试验测量的点火点位置相符,理论确定的计算结果与数值计算结果吻合;对于一维RDX炸药,自热反应最高温度所在位置的变化从始至点火不足2%,即炸药自热反应的最高温度所在位置在烤燃过程中几乎不变;且当炸药厚度达到0.3m后,随着炸药厚度的增加,点火点位置至边界的距离趋于恒定值 0.015m,炸药内部温度梯度相似。
张坤, 智小琦, 肖游, 王帅. 一维慢速烤燃模型点火点位置及其温度的理论计算[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 1139-1147.
ZHANG Kun, ZHI Xiaoqi, XIAO You, WANG Shuai. Theoretical Calculation of IgnitionLocation and Temperature for One-Dimensional Slow-Cook Model[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(4): 1139-1147.
测点 | 外壁 | 1号 | 2号 | 3号 | 4号 | 5号 |
---|---|---|---|---|---|---|
温度/K | 468.9 | 461.7 | 460.9 | 460.7 | 460.8 | 461.7 |
表1 点火时刻热电偶的测量结果
Table 1 Measurement results of thermocouple
测点 | 外壁 | 1号 | 2号 | 3号 | 4号 | 5号 |
---|---|---|---|---|---|---|
温度/K | 468.9 | 461.7 | 460.9 | 460.7 | 460.8 | 461.7 |
ρ/(kg·m-3) | c/(J·kg-1·K-1) | λ/(W·m-1·K-1) | E/(J·mol-1) | A/s-1 | Q/(J·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|
1610 | 1130 | 0.25 | 202730 | 5.8×1018 | 21010 |
表2 RDX炸药物性参数和动力学参数
Table 2 Properties and kinetic parameters of RDX explosives
ρ/(kg·m-3) | c/(J·kg-1·K-1) | λ/(W·m-1·K-1) | E/(J·mol-1) | A/s-1 | Q/(J·kg-1) |
---|---|---|---|---|---|
1610 | 1130 | 0.25 | 202730 | 5.8×1018 | 21010 |
位置/m | 温度/K | 位置/m | 温度/K | |
---|---|---|---|---|
-0.1425 | 480.6 | 0.0285 | 408.8 | |
-0.1140 | 461.6 | 0.0570 | 418.8 | |
-0.0855 | 436.4 | 0.0855 | 436.4 | |
-0.0570 | 418.8 | 0.1140 | 461.6 | |
-0.0285 | 408.5 | 0.1425 | 480.6 | |
0 | 405.1 |
表3 沿轴线方向的温度值
Table 3 Temperature value along the axis
位置/m | 温度/K | 位置/m | 温度/K | |
---|---|---|---|---|
-0.1425 | 480.6 | 0.0285 | 408.8 | |
-0.1140 | 461.6 | 0.0570 | 418.8 | |
-0.0855 | 436.4 | 0.0855 | 436.4 | |
-0.0570 | 418.8 | 0.1140 | 461.6 | |
-0.0285 | 408.5 | 0.1425 | 480.6 | |
0 | 405.1 |
图10 不同厚度炸药自热反应温度最高值所在的相对位置
Fig.10 Relative location of the maximum value point of self-heating reaction temperature of explosives with different thicknesses
[1] |
刘子德, 智小琦, 王帅, 等. 几何尺寸对DNAN基熔铸炸药慢烤响应特性的影响[J]. 火炸药学报, 2019, 42(1): 63-68.
doi: 10.14077/j.issn.1007-7812.2019.01.010 |
|
|
[2] |
马欣, 陈朗. HMX基混合炸药烤燃特性及多步热反应计算[J]. 兵工学报, 2015, 36(增刊1):334-342.
|
|
|
[3] |
doi: 10.1063/1.4891994 URL |
[4] |
邓海, 赵小锋, 任新联, 等. 不同约束条件下硝酸酯类PBX炸药装药慢烤响应特性[J]. 火炸药学报, 2021, 44(5): 652-657.
doi: 10.14077/j.issn.1007-7812.202106003 |
|
|
[5] |
doi: 10.1063/1.4869351 URL |
[6] |
|
[7] |
|
[8] |
周捷, 智小琦, 刘子德, 等. 2, 4-二硝基苯甲醚基熔铸炸药慢速烤燃过程传热特征分析[J]. 兵工学报, 2019, 40(6): 1154-1160.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.06.005 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2019.06.005 |
|
[9] |
王琦, 智小琦, 肖游, 等. 基于UCM模型的B炸药慢烤泄压结构的作用分析[J]. 爆炸与冲击, 2022, 42(4):36-44.
|
|
|
[10] |
doi: 10.1016/j.combustflame.2020.01.022 URL |
[11] |
doi: 10.1039/c8sc00903a pmid: 29780495 |
[12] |
戴湘晖, 段建, 沈子楷, 等. 侵彻弹体慢速烤燃响应特性实验研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(2):291-297.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.02.010 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.02.010 |
|
[13] |
doi: 10.1063/1.5052339 URL |
[14] |
|
[15] |
|
[16] |
|
[17] |
|
[18] |
doi: 10.1007/s10910-021-01273-z |
[19] |
杨世铭, 陶文铨. 传热学[M]. 第3版. 北京: 高等教育出版社, 1998.
|
|
|
[20] |
doi: 10.1007/s10973-019-08306-5 |
[21] |
doi: 10.1137/20M1389522 URL |
[22] |
doi: 10.1023/A:1011940502316 URL |
[23] |
doi: 10.3846/13926292.2001.9637148 URL |
[1] | 王益利, 李长生, 王鑫, 张合, 王晓锋. 基于磁异探测的侵彻引信计层方法[J]. 兵工学报, 2024, 45(3): 695-704. |
[2] | 娄文忠, 何博, 冯恒振, 李昕哲, 杨庭琪, 苏文亭, 吕斯宁, 张明荣, 余学瑞. 小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟及开舱距离研究[J]. 兵工学报, 2024, 45(2): 584-593. |
[3] | 刘金月, 龚鹏, 杨昊伟, 李慧博, 唐飞喜, 高翔. 网络化弹药起爆控制半实物仿真测试方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(6): 1677-1687. |
[4] | 刘昊邦, 史宪铭, 郝冰, 姜永超. 基于多项分布的弹药多批次试验命中概率估计[J]. 兵工学报, 2023, 44(10): 3156-3164. |
[5] | 冯炜, 崔东华, 刘海晓, 周末, 赵江, 李恒, 胡志鹏. 反无人艇群弹药战斗部参数对效能影响分析[J]. 兵工学报, 2022, 43(S2): 26-31. |
[6] | 姜尚, 陈锋, 高伟鹏, 李进军, 孙东彦. 弹群在复杂作战空间下的自适应分布式协同制导策略[J]. 兵工学报, 2022, 43(S2): 97-106. |
[7] | 魏武臣, 徐硕, 何晓夫, 王晓光, 岳通. 基于作战仿真推演的空-地制导弹药效能评估[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 107-114. |
[8] | 裘镓荣, 曾鹏飞, 邵伟平, 赵丽俊, 郝永平. 基于PSO-LSSVM弹药装配质量预测方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2379-2387. |
[9] | 付恒, 蒋建伟, 王树有, 门建兵, 李梅. 爆炸成型弹丸药型罩用高密度合金选取准则[J]. 兵工学报, 2022, 43(9): 2330-2338. |
[10] | 杨建新, 兰小平, 冯亚东, 杨一铭, 郭志明. 基于改进樽海鞘群和最小二乘支持向量机算法的新型弹药质量评估方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(5): 1012-1022. |
[11] | 张海军, 聂建新, 王领, 王栋, 郭学永, 闫石. 端羟基聚醚推进剂慢速烤燃尺寸效应[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 1858-1866. |
[12] | 牛跃听, 赵晖, 李妍, 穆希辉, 张国志. 寿命服从Weibull分布时高价值弹药导弹抽样方法[J]. 兵工学报, 2020, 41(7): 1434-1440. |
[13] | 戴湘晖, 段建, 沈子楷, 王可慧, 李名锐, 李鹏杰, 郑亚峰, 周刚. 侵彻弹体慢速烤燃响应特性实验研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(2): 291-297. |
[14] | 王茜, 侯保林, 姚来鹏, 文浩. 基于干扰观测器的弹药传输机械臂非线性连续时变反馈控制[J]. 兵工学报, 2020, 41(11): 2179-2188. |
[15] | 薛辉, 王源, 张天鹏, 刘铁林. 随机组合约束下的联合火力打击弹药需求预测模型[J]. 兵工学报, 2019, 40(8): 1716-1724. |
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