电爆炸引燃铝粉悬浮液物理特性和冲击波行为研究

作     者：韩若愚 袁伟 李琛 曹雨晨 白洁 HAN Ruoyu;YUAN Wei;LI Chen;CAO Yuchen;BAI Jie

作者机构：北京理工大学机电动态控制重点实验室北京100081 北京理工大学物理学院北京100081 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2023年第44卷第12期

页      面：3743-3754页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080803[工学-高电压与绝缘技术] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52277134) 北京市自然科学基金项目(3212034) 爆炸科学与技术国家重点实验室青年基金项目(QNKT23-02) 电力设备电气绝缘国家重点实验室开放基金项目(EIPE 20204) 中国科协青年人才托举工程项目(2022QNRC001) 

主　　题：电爆炸 等离子体 冲击波 铝粉悬浮液 脉冲功率技术 

摘      要：高功率电脉冲驱动水中纤细导体电爆炸伴随冲击波、等离子体和光辐射等物理效应,在水下爆炸实验室模拟和非常规油气绿色开发中应用价值显著。受限于电流集肤效应和电气绝缘,增大放电储能和负载质量并不能无限制地增加冲击波强度。为探索电爆炸复合铝粉悬浮液爆燃对冲击波的增强机制,采用铜丝电爆炸引燃粒径10μm和1μm的铝粉悬浮液,通过对瞬态电物理参数和高速图像的联合诊断,获取金属丝电爆炸引燃铝粉悬浮液的时空演化细节,研究液电击穿和电爆炸机制下铝粉悬浮液放电特性和点火机制,建立放电参数和冲击波特性之间的关联性。实验结果表明,铝粉悬浮液的电爆炸点火过程受到近场冲击波和等离子体光辐射联合作用,随后持续燃烧的铝粉向周围被压缩的水介质注入能量,从而增强了主冲击波的幅值、正压作用时间和总冲量。