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电热化学发射中等离子体点火时的辐射换热过程

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电热化学发射中等离子体点火时的辐射换热过程

作者：孙仁俊南京理工大学

学位级别：硕士

在对ETC推进技术的研究中，等离子体流的辐射效应越来越受到学者们的重视，有试验证实辐射能损失约占总能量的7％，同时在热传递中，辐射热流会随着燃烧室温度的升高而显著增长，辐射在热传递中起主要作用。因此对等离子体流辐射特性的... 详细信息

在对ETC推进技术的研究中，等离子体流的辐射效应越来越受到学者们的重视，有试验证实辐射能损失约占总能量的7％，同时在热传递中，辐射热流会随着燃烧室温度的升高而显著增长，辐射在热传递中起主要作用。因此对等离子体流辐射特性的了解，对研究ETC技术有着极其重要的意义。本文通过理论建模和数值模拟两种途径分别对等离子体流辐射效应进行研究：(1)在忽略导热的情况下，在理论上建立等离子体流、发射药和燃烧室壁面间的辐射方程，并对方程的数值求解方法进行讨论;(2)在数值模拟方面，借助fluent软件，建立燃烧室的辐射模型，通过比较模拟，对等离子体流、发射药和燃烧室壁面间的辐射特性和能量损失进行进一步了解，并以此希望为今后ETC辐射换热方法的研究提供借鉴。

关键词：电热化学热辐射等离子体温度场

复合电热化学聚能冲击波储层强化改造试验与评价

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石油钻探技术 2020年第1期48卷 72-79页

作者：李昂杨万有丁乾申康少飞杨维吴飞鹏中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

为了完善复合电热化学聚能冲击波技术的工艺参数优化及效果评价,首先进行了大尺寸混凝土岩样的复合电热化学聚能冲击试验,评价了该技术的冲击破岩效果和控制因素;然后建立了可实现强动载重复冲击的数值模型,进行了大尺寸岩样模拟试验;... 详细信息

为了完善复合电热化学聚能冲击波技术的工艺参数优化及效果评价,首先进行了大尺寸混凝土岩样的复合电热化学聚能冲击试验,评价了该技术的冲击破岩效果和控制因素;然后建立了可实现强动载重复冲击的数值模型,进行了大尺寸岩样模拟试验;最后利用数值模型系统评价了冲击次数、峰值压力、岩石弹性模量和地应力对措施效果的敏感性,分析了各工艺参数对岩石裂缝数量及作用距离的影响规律,并预测了措施后的增产效果。试验结果表明:复合电热化学聚能冲击波技术可将常规电脉冲的脉冲宽度扩展约1.5倍,冲击峰值压力提高约3.0倍;岩样冲击6次后,产生4条宏观裂缝,模拟井眼周围产生不同程度的破碎。该研究结果为利用复合电热化学聚能冲击波技术的工程应用提供了理论指导。

关键词：电热化学冲击波冲击试验数值模拟敏感性增产效果

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美陆军电热化学发射系统

国外坦克 2006年第11期 12-14页

作者：杨艺华菊仙李军

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电热轻气-化学发射技术

弹道学报 2001年第2期13卷 92-96页

作者：陶其恒谢玉树袁亚雄南京理工大学动力工程学院南京210094 南京理工大学理学院南京210094

在比较了电热化学与电热轻气发射的各自优缺点、剖析了化学火炮发射技术的理论极限之后 ,介绍了电热轻气化学发射新概念 ,本文探讨了这一新发射技术可能采用的一维数学模型 ,最后还将 1 2 .7mm电热轻气炮的试验结果与同口径的电热轻气

关键词：发射技术电热化学电热轻气极限速度

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电热轻气化学发射技术

火炮发射与控制学报 1999年第4期20卷 57-60页

作者：陶其恒谢玉树袁亚雄

在叙述了电炮对电源的需求,比较了电热化学与电热轻气发射的各自优缺点,并剖析了化学火炮发射技术的理论极限之后,提出了电热轻气化学发射新概念,最后还探讨了这一创新发射技术可能采用的一维数理模型。

关键词：发射技术电热化学电热轻气极限速度

Application of transient burning rate model of solid propellant in electrothermal-chemical launch simulation

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Defence Technology（防务技术） 2016年第2期12卷 81-85页

作者： Yan-jie NI Yong JIN Gang WAN Chun-xia YANG Hai-yuan LI Bao-ming LI National Key Laboratory of Transient Physics Nanjing University of Science and Technology

A 30 mm electrothermal-chemical(ETC) gun experimental system is employed to research the burning rate characteristics of 4/7 high-nitrogen solid propellant. Enhanced gas generation rates(EGGR) of propellants during and after electrical discharges are verified in the experiments. A modified 0D internal ballistic model is established to simulate the ETC launch. According to the measured pressure and electrical parameters, a transient burning rate law including the influence of EGGR coefficient by electric power and pressure gradient(dp/dt) is added into the model. The EGGR coefficient of 4/7 high-nitrogen solid propellant is equal to 0.005 MW-1. Both simulated breech pressure and projectile muzzle velocity accord with the experimental results well. Compared with Woodley's modified burning rate law, the breech pressure curves acquired by the transient burning rate law are more consistent with test results. Based on the parameters calculated in the model, the relationship among propellant burning rate, pressure gradient(dp/dt) and electric power is analyzed. Depending on the transient burning rate law and experimental data, the burning of solid propellant under the condition of plasma is described more accurately.

关键词：固体推进剂内弹道模型发射模拟电热化学燃速特性瞬态燃烧速率应用

Mechanism of plasma ignition in electrothermal-chemical launcher

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Defence Technology（防务技术） 2016年第2期12卷 96-100页

作者： Yong JIN Yan-jie NI Hai-yuan LI Bao-ming LI National Key Laboratory of Transient Physics Nanjing University of Science and Technology

Plasma generator is a core component in an electrothermal-chemical(ETC) launcher. Its work state directly influences the launch efficiency of a system. The interaction between plasma and propellants is a very important mechanism in ETC technology. Based on the transient radiation model and open air plasma jet experiment, the mechanism of plasma ignition process is analyzed. Results show that the surface temperature of local solid propellant grain can quickly achieve the ignition temperature under the action of early transient plasma radiation. But it needs enough time to maintain the high energy flow to make self-sustained combustion of solid propellant grains. Because of the limited space characteristics of transient radiation, the near-field propellant grains can gain enough energy by the strong transient radiation to be ignited and achieve self-sustained combustion. The far-field propellant grains mainly gain the energy by the activated particles in plasma jet to be ignited and self-sustained combustion. Experiments show that plasma jet always has a high flow velocity in the area of the cartridge. Compared with conventional ignition, the solid propellant grains can obtain more quick and uniform ignition and self-sustained combustion by this kind of ablation controlled arc(ACA) plasma via energy skin effect of propellant grains, pre-heat temperature mechanism and high efficient jet diffusion.

关键词：等离子体点火发射装置电热化学机理等离子体射流固体推进剂等离子体发生器持续燃烧