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典型高能硝胺发射药的摩擦静电起电特性

火炸药学报 2022年第1期45卷 109-114页

作者：石先锐许灿啟贾永杰李小东西南科技大学环境友好能源材料国家重点实验室四川绵阳621010 西安近代化学研究所陕西西安710065 中北大学环境与安全工程学院山西太原038507

为了研究高能硝胺发射药的摩擦静电起电特性,采用斜槽模拟高能硝胺发射药制造和使用过程中的摩擦行为,并利用法拉第筒测量了发射药摩擦后的静电带电量,系统研究了滑槽长度、接触介质、湿度、药体形貌以及配方组成对高能硝胺发射药摩擦... 详细信息

为了研究高能硝胺发射药的摩擦静电起电特性,采用斜槽模拟高能硝胺发射药制造和使用过程中的摩擦行为,并利用法拉第筒测量了发射药摩擦后的静电带电量,系统研究了滑槽长度、接触介质、湿度、药体形貌以及配方组成对高能硝胺发射药摩擦静电起电特性的影响。结果表明,高能硝胺粒状发射药与不锈钢滑槽摩擦分离后带负电;环境湿度从28%增至68%,药粒静电积累量降低近50%;发射药静电积累量按接触介质排序为:不锈钢﹥导电橡胶﹥铝合金,均质叠氮硝胺发射药与接触介质的摩擦起电规律与高能硝胺发射药基本相同;药粒与滑槽接触面积越大,静电积累量越高;高固含量硝胺发射药药粒表面易产生RDX颗粒的剥离,与介质摩擦后静电积累量比均质叠氮硝胺发射药高35%;质量分数0.1%的石墨光泽可将高能硝胺发射药静电积累量降低至接近于0,而配方中添加质量分数0.75%的CNT,高能硝胺发射药静电积累量仅降低34%。

关键词：应用物理高能硝胺发射药静电安全滑槽法静电积累

十氢十硼酸双四乙基铵在冲击作用下的反应特性

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含能材料 2022年第1期30卷 64-69页

作者：牛余雷姜帆薛乐星冯晓军南海王晓峰西安近代化学研究所陕西西安710065

为研究十氢十硼酸双四乙基铵([(C_(2)H_(5))_(4)N]_(2)B_(10)H_(10),BHN‑10)在爆炸冲击作用下的反应特性,采用电爆炸等离子体冲击和炸药爆炸冲击两种方法,对BHN‑10在冲击作用下的反应历程及分解产物进行了研究。结果表明,BHN‑10在电爆... 详细信息

为研究十氢十硼酸双四乙基铵([(C_(2)H_(5))_(4)N]_(2)B_(10)H_(10),BHN‑10)在爆炸冲击作用下的反应特性,采用电爆炸等离子体冲击和炸药爆炸冲击两种方法,对BHN‑10在冲击作用下的反应历程及分解产物进行了研究。结果表明,BHN‑10在电爆炸等离子体冲击下的气体分解产物为碳烷烃、烯烃、炔烃等有机可燃气体。BHN‑10对于炸药爆炸冲击作用具有较好的安定性,25 GPa以上炸药爆炸冲击波无法使BHN‑10燃料发生分解,爆炸热作用是BHN‑10发生反应的主要因素。BHN‑10在炸药爆炸冲击下,8 ms后发生燃烧反应,燃烧反应从中心位置出现,持续时间达到200 ms以上。HMX与BHN‑10的混合物,在爆炸冲击作用下火球的扩散速度加快,燃烧时间与BHN‑10燃料相当。

关键词：爆炸力学,十氢十硼酸双四乙基铵(BHN‑10) 爆炸冲击分解反应分解产物

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环形燃烧室内气液同轴雾化数值模拟研究

推进技术 2021年第4期42卷 874-882页

作者：周建平白桥栋翁春生王放徐高南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

为了探究连续旋转爆轰发动机环形燃烧室内煤油射流在同轴气流作用下的雾化过程,采用开源软件OpenFOAM中基于欧拉-拉格朗日方法的SprayFoam求解器对其进行数值模拟,开展了喷射角度、相邻喷嘴夹角、背压和气液速度比对雾化特性影响的研究... 详细信息

为了探究连续旋转爆轰发动机环形燃烧室内煤油射流在同轴气流作用下的雾化过程,采用开源软件OpenFOAM中基于欧拉-拉格朗日方法的SprayFoam求解器对其进行数值模拟,开展了喷射角度、相邻喷嘴夹角、背压和气液速度比对雾化特性影响的研究。研究表明:SprayFoam求解器可以较好地模拟环形燃烧室内液态燃料的喷射雾化特性;随着喷射角度和背压增大,液滴雾化后的粒径逐渐减小;相邻喷嘴角度为15°时燃料雾化后的液滴分布最佳,此时液滴索特尔平均直径为85.1μm;不同气液速度比的射流末端液滴速度最终趋于一致,均约为160m/s。

关键词：同轴气流环形燃烧室 OpenFOAM 射流雾化

旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气冷流掺混特性研究

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弹道学报 2023年第2期35卷 9-19页

作者：陈昊白桥栋翁春生南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

为研究旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气的冷流掺混特性,使用OpenFOAM对小孔-环缝喷注结构下煤油裂解气的喷射掺混过程进行了二维大涡模拟研究。根据数值模拟结果,系统描述了燃烧室内冷流场的流场结构和可爆轰区域位置,对比分析了喷注压力(... 详细信息

为研究旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气的冷流掺混特性,使用OpenFOAM对小孔-环缝喷注结构下煤油裂解气的喷射掺混过程进行了二维大涡模拟研究。根据数值模拟结果,系统描述了燃烧室内冷流场的流场结构和可爆轰区域位置,对比分析了喷注压力(保持当量比不变)、裂解气喷注位置及喷注角度对掺混效果的影响,并用掺混不均匀度定量评价了裂解气与空气的掺混程度。研究结果表明:由于Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的大尺度湍流涡结构的卷带作用是煤油裂解气与空气混合的主要机制。采用有限速率模型和一步化学反应机理计算得到的煤油裂解气/空气一维可爆轰当量比上、下限分别为2.9和0.4。在空气和裂解气喷注温度分别为300 K、720 K时,增大喷注压力,掺混效果降低;裂解气喷注位置远离燃烧室入口,掺混效果提高;裂解气与空气喷注角度由同向到逆向,掺混效果提高。

关键词：煤油裂解气旋转爆轰冷流掺混大涡模拟

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反射镜面辅助的航空机匣三维变形多视角测量

光学精密工程 2022年第24期30卷 3105-3115页

作者：郭建英梁晋叶美图王明明石炜西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 中国航发四川燃气涡轮研究院强度传动试验研究室四川绵阳621000

针对航空发动机机匣部分表面变形场无法使用常规的三维数字图像相关(3D-DIC)设备充分测量的问题,提出了一种反射镜面辅助的机匣三维变形多视角测量方法,并构建了一套与方法相适应的机匣三维变形多视角测量系统。引入高精度的相机标定方... 详细信息

针对航空发动机机匣部分表面变形场无法使用常规的三维数字图像相关(3D-DIC)设备充分测量的问题,提出了一种反射镜面辅助的机匣三维变形多视角测量方法,并构建了一套与方法相适应的机匣三维变形多视角测量系统。引入高精度的相机标定方法,提出了反射成像的校正方式,采用经典的数字图像相关匹配算法,利用摄影测量将多个DIC单元的测量数据对齐在同一坐标系下,从而获得了同一时刻多个视场的三维形貌和变形场。专门设计了单向拉伸试验,证明所提方法的形貌重建精度为0.03 mm,应变测量精度小于50με。将所提系统应用于航空发动机中介机匣加载试验中,实现了机匣肋板表面的多视场重建,并获得了相应的三维变形场,测量结果与有限元计算结果吻合。结果表明,该方法适用于航空发动机机匣变形的多视角测量,对复杂型腔体的结构设计和强度试验具有重要的工程价值。

关键词：光学测量反射成像数字图像相关坐标统一机匣变形

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水分含量与含能物料热稳定性的相关性研究

火炸药学报 2020年第5期43卷 526-530,I0004页

作者：禄旭丁黎常海祝艳龙王晗西安近代化学研究所陕西西安710065

为提高螺压改性双基推进剂压延工艺的安全性,研究了水分含量与改性双基推进剂压延物料热稳定性的相关性。利用烘箱法测得了压延过程中推进剂物料的含水量;利用热爆炸实验研究了不同含水量压延物料的热爆炸特征,获得了热爆炸延滞期随含... 详细信息

为提高螺压改性双基推进剂压延工艺的安全性,研究了水分含量与改性双基推进剂压延物料热稳定性的相关性。利用烘箱法测得了压延过程中推进剂物料的含水量;利用热爆炸实验研究了不同含水量压延物料的热爆炸特征,获得了热爆炸延滞期随含水量的变化曲线;采用热重实验研究了含水量为30%(质量分数)的压延物料在70℃下的热失重变化,得到了失重过程中干燥速率随含水量的变化曲线,并根据Arrhenius公式计算得到其动力学参数。结果表明,第二、四、六遍压延物料的含水量分别为28.05%、27.17%、26.40%;随着含水量的增大,物料发生热爆炸的延滞期越长,由于水分与物料的结合方式不同,热爆炸延滞期随水分含量的变化曲线呈三段式规律变化。其中当含水量为10%~30%时,热爆炸延滞期随含水量的变化并不明显,因此含水量在10%~30%范围内的压延物料可进行多次压延以降低含水量,并提高推进剂的性能;通过Arrhenius公式计算得到该物料的活化能为31.68kJ/mol,指前因子为1.23s^-1。

关键词：分析化学含水量改性双基推进剂热稳定性螺压工艺热爆炸延滞期

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不同轴向游隙下涡轮泵球轴承动态特性研究

西安交通大学学报 2023年第7期57卷 101-110页

作者：龚志诚徐自力王珺黄金平西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安航天动力研究所西安710100

针对不合理的轴向游隙会恶化轴承的工作环境、降低轴承寿命并影响到涡轮泵球轴承-转子系统的稳定运行的问题,根据轴向游隙与接触角间的数学关系,将轴向游隙引入轴承部件的几何分析中,并基于Hertz接触定理和各部件间的相互作用,建立了考... 详细信息

针对不合理的轴向游隙会恶化轴承的工作环境、降低轴承寿命并影响到涡轮泵球轴承-转子系统的稳定运行的问题,根据轴向游隙与接触角间的数学关系,将轴向游隙引入轴承部件的几何分析中,并基于Hertz接触定理和各部件间的相互作用,建立了考虑轴向游隙的涡轮泵球轴承动态特性计算模型。依据部件间变形几何关系进行变量缩减,简化了解析形式刚度矩阵的建立流程,降低了迭代计算的复杂度。以涡轮泵某型号球轴承为例,对不同载荷工况下轴向游隙对接触载荷、刚度和旋滚比的影响进行计算分析。计算结果表明:当轴向游隙增大,滚球与内、外滚道间的接触载荷均会降低,轴向刚度增大,径向刚度减小,所有滚球旋滚比均会升高,各滚球旋滚比之间的差异也会增大;当轴承所受径向力较大或转速较高时,轴向游隙越大,轴承刚度和旋滚比随外载荷改变而变化的程度越明显。所建立的模型和动力学典型算例的计算结果偏差最大不超过2.02%,整体偏差较低,证明了所建立的模型在轴承动态参数计算上的有效性和稳定性,同时也表明了在数值求解及迭代矩阵建立上采取的简化措施是可行的。

关键词：涡轮泵球轴承轴向游隙接触角刚度旋滚比

NC/DIANP/HATO发射药的制备及性能研究

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兵器装备工程学报 2021年第2期42卷 199-204页

作者：石先锐贾永杰胡睿刘国权西安近代化学研究所西安710065

采用示差扫描量热法和真空安定性法研究了HATO与NC/DIANP体系的相容性;根据组分理论生成焓,通过内能法计算了NC/DIANP/1,1′-二羟基-5,5′-联四唑二羟胺发射药的理论能量示性数;首次制备了NC/DIANP/HATO发射药,并研究了发射药的微观结... 详细信息

采用示差扫描量热法和真空安定性法研究了HATO与NC/DIANP体系的相容性;根据组分理论生成焓,通过内能法计算了NC/DIANP/1,1′-二羟基-5,5′-联四唑二羟胺发射药的理论能量示性数;首次制备了NC/DIANP/HATO发射药,并研究了发射药的微观结构、燃烧性能和热安定性。VST法结果显示,NC/DIANP/HATO体系相容,而DSC结果显示,混合体系中NC/DIANP、HATO热分解峰温均明显下降。基于HATO生成焓为446.6 kJ/mol计算,NC/DIANP/HATO发射药具有明显的高能低爆温特性。高低常温下,NC/DIANP/HATO发射药燃烧性能稳定,燃速压力指数约为1。NC/DIANP/HATO发射药实测火药力低于理论计算值,余容比NC/DIANP/RDX发射药大16%。NC/DIANP/HATO发射药90℃以下安定性较好,长贮性能还有待进一步研究。

关键词： HATO 叠氮硝胺发射药相容性燃烧性能安定性

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钛合金在硼、锂介质中的缝隙腐蚀行为分析

核动力工程 2023年第S1期44卷 152-157页

作者：赵宇翔徐祺熊茹郭相龙刘肖中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213 上海交通大学上海200240

钛合金作为新型蒸汽发生器的主要结构材料,其耐缝隙腐蚀性能受到关注,而钛合金在硼、锂介质中的缝隙腐蚀行为研究较少。本文采用微型腐蚀回路对钛合金TA16和TA17在硼、锂介质中的5000 h缝隙腐蚀行为进行了研究,获得了2种材料的缝隙腐蚀... 详细信息

钛合金作为新型蒸汽发生器的主要结构材料,其耐缝隙腐蚀性能受到关注,而钛合金在硼、锂介质中的缝隙腐蚀行为研究较少。本文采用微型腐蚀回路对钛合金TA16和TA17在硼、锂介质中的5000 h缝隙腐蚀行为进行了研究,获得了2种材料的缝隙腐蚀敏感性,并对试验后钛合金氧化膜成分和结构进行了分析。结果表明:在缝隙腐蚀模拟件上未观察到缝隙腐蚀现象,TA16、TA17在硼、锂介质中对缝隙腐蚀不敏感;模拟件缝隙内、外的氧化物存在一定差异,缝隙外的颗粒状微晶钛铁矿(FeTiO_(3))与钛合金缝隙腐蚀无关。

关键词：钛合金硼、锂介质缝隙腐蚀氧化物