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硝酸铵细度对铵胺炸药性能的影响

火炸药学报 2024年第4期47卷 316-323页

作者：孙彦臣黄文尧梁昊李天浩牛草原胡洁方高杰安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

为研究硝酸铵细度对铵胺炸药性能的影响,以六亚甲基四胺作为可燃剂制备了一种胶状炸药—铵胺炸药;对多孔粒状硝酸铵进行破碎,分别过20、40、60、80目筛区分不同的细度,对混合各细度硝酸铵颗粒铵胺炸药基质的黏度、炸药的爆速和猛度进行... 详细信息

为研究硝酸铵细度对铵胺炸药性能的影响,以六亚甲基四胺作为可燃剂制备了一种胶状炸药—铵胺炸药;对多孔粒状硝酸铵进行破碎,分别过20、40、60、80目筛区分不同的细度,对混合各细度硝酸铵颗粒铵胺炸药基质的黏度、炸药的爆速和猛度进行了测试,对炸药进行了储存稳定性实验。结果表明,当硝酸铵细度由0~20目增至80目以上时,铵胺炸药基质的混合均匀性增加,基质的初始黏度由92828mPa·s增至148637mPa·s,基质黏度随着剪切时间增加而逐渐降低,铵胺炸药基质属于触变性流体;炸药的爆速由3569m/s增至4316m/s,猛度由26.00mm增至30.50mm,能量释放更集中,对周围介质的的冲击力提升;分别储存2d和120d的铵胺炸药,爆速降幅均小于5%;说明硝酸铵细度的增加可以提高铵胺炸药的爆轰性能和储存稳定性。

关键词：爆炸力学硝酸铵细度铵胺炸药黏度爆速猛度工业炸药六亚甲基四胺

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换热器内逆向折流板对螺旋管传热性能的影响

西安交通大学学报 2024年第11期58卷 128-136页

作者：季家东倪旭旺赵金辉潘玉玲陈清华安徽理工大学第一附属医院安徽淮南232001 安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001

为了提高换热器的综合传热能力,以逆向折流板螺旋管(RBST)换热器为研究对象,通过改变折流板与螺旋管的安装方式,获得了更高综合传热性能的RBST换热器;采用双向流-固耦合的计算方法,研究了不同流速和不同结构方案下流体诱导螺旋管振动对R... 详细信息

为了提高换热器的综合传热能力,以逆向折流板螺旋管(RBST)换热器为研究对象,通过改变折流板与螺旋管的安装方式,获得了更高综合传热性能的RBST换热器;采用双向流-固耦合的计算方法,研究了不同流速和不同结构方案下流体诱导螺旋管振动对RBST换热器综合传热性能的影响,并探讨了螺旋管振动的有效性。结果表明:当RBST换热器内的折流板与螺旋管采用间隙安装时,螺旋管的振幅随入口速度的增加而增加,但其振动频率始终保持不变;螺旋管振动能够增强RBST换热器的综合传热性能,但是强化传热评价指标最高仅为1.0303,效果并不显著,且振动强化传热效果会随着入口速度的增加而削弱;当RBST换热器内的折流板与螺旋管采用无缝安装时,换热器综合性能评价指标最高为1.018,这既延长了螺旋管的使用寿命,又提升了换热器的综合传热性能。

关键词：振动强化传热螺旋管换热器折流板安装方式

弱约束条件下氢气含量对甲烷/空气燃爆特性的影响研究

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振动与冲击 2024年第6期43卷 255-261页

作者：张蓓蓓程扬帆夏煜钱家祺韦箫安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学化学工程学院安徽淮南232001

该研究采用自制的可视化气体爆炸试验设备,以乳胶气球为反应容器模拟弱约束空间,研究不同氢气添加量对甲烷/空气预混气体的爆炸火焰温度场、爆炸压力以及火焰传播速度等特征参数的影响;结合试验测试和Chemkin软件模拟结果,详细分析了氢... 详细信息

该研究采用自制的可视化气体爆炸试验设备,以乳胶气球为反应容器模拟弱约束空间,研究不同氢气添加量对甲烷/空气预混气体的爆炸火焰温度场、爆炸压力以及火焰传播速度等特征参数的影响;结合试验测试和Chemkin软件模拟结果,详细分析了氢气浓度对甲烷/空气爆炸特性的影响规律。结果表明:随着氢气含量的增加,混合气体燃爆火焰温度场内部温度变低,火焰边缘温度升高;混合气体的峰值超压和最大压力上升速率均逐渐增大;由于H、O和OH自由基的摩尔分数随着氢气的添加而增加,加速了火焰传播速度。同时,通过对混合气体的敏感性分析发现,甲烷的存在在一定程度上抑制了氢气的燃烧。研究结果可为弱约束空间内氢气/甲烷/空气预混气体的意外爆炸防控提供基础数据,也可为其他可燃气体爆炸特性的研究提供试验方法。

关键词：弱约束氢气甲烷气体爆炸燃爆特性比色测温

加装螺旋导流板的双层铜管换热器传热性能分析

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 114-123页

作者：孙亚茹李德权季家东华子森安徽理工大学数学与大数据学院安徽淮南232001 安徽理工大学人工智能学院安徽淮南232001 安徽理工大学机械工程学院安徽淮南232001

为提高螺旋铜管(SCT)换热器的综合传热性能,通过在换热器内加装螺旋形导流板,采用双向流固耦合计算方法,分析了不同入口流速和导流板安装位置下对换热器内部双层SCT的振动和传热性能的影响。数值结果表明:双层SCT换热器外层SCT的振动强... 详细信息

为提高螺旋铜管(SCT)换热器的综合传热性能,通过在换热器内加装螺旋形导流板,采用双向流固耦合计算方法,分析了不同入口流速和导流板安装位置下对换热器内部双层SCT的振动和传热性能的影响。数值结果表明:双层SCT换热器外层SCT的振动强度明显高于内层;无振动时内层SCT的传热系数高于外层,有振动时外层SCT的传热系数高于内层;随着入口流速增加,内外层SCT的振幅均增大,传热系数提高;导流板的安装位置会直接影响SCT的振动和传热特性,且在SCT呈现最大振动强度和最佳传热性能时的安装位置并不相同;对比振动强化传热参数Q PEC和综合传热性能因子R JF发现,双层SCT换热器的Q PEC和R JF均高于单层,两螺旋导流板分别安装在换热器的左、下位置时,Q PEC最大,安装在换热器的左、上位置时,R JF最大且比安装在左、下位置时最高增大了7.99%。该研究可为高性能SCT换热器的设计提供理论和数据支撑。

关键词：螺旋铜管换热器螺旋导流板综合传热性能振动强化传热

煤中原生活性位点的水−气掩蔽效应及脱附后煤体的常温氧化

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煤炭学报 2024年第5期49卷 2298-2314页

作者：李金虎徐天硕陆伟赵兴国何启林李金亮卓辉安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001

煤的常温氧化为煤炭自燃提供初始热量来源,探究煤中可与氧气常温条件下发生氧化反应的原生活性物质是煤自燃理论研究的难题。此前进行的受热分解实验发现,热解煤中含有能在惰性气体中稳定存在并与氧气发生常温氧化的活性位点,因此推测... 详细信息

煤的常温氧化为煤炭自燃提供初始热量来源,探究煤中可与氧气常温条件下发生氧化反应的原生活性物质是煤自燃理论研究的难题。此前进行的受热分解实验发现,热解煤中含有能在惰性气体中稳定存在并与氧气发生常温氧化的活性位点,因此推测煤中同样可能存在惰性介质下被迫封存的原生活性位点。为进行煤中原生活性位点的探寻,运用真空干燥技术,使原煤中能够在高负压的低温环境下完成水分的蒸发和气体的脱除。同时借助循环氧化在线监测技术,设计实施不同因素(煤种、脱附温度、氧化温度、粒径)条件下脱附后煤样的常温氧化实验,并结合相应的低温氮吸附、XPS、ESR实验分析反应机理。循环条件下的常温氧化实验表明,真空脱附后的煤体在常温氧化过程中会形成大量的CO和CO_(2)等气体氧化产物,且气体在通入氧气后很快出现并不断积累,证明煤在常温下即可发生氧化反应。原生煤体脱附后的常温氧化实验说明原始煤体中存在大量受水−气掩蔽影响的活性位点,而负压脱附水分和气体后会导致活性位点的大量暴露并形成有利于氧气输运和反应的通道,从而迅速发生氧化反应。因此实验找到了导致原生煤体自发氧化的活性结构,实验将活性位点的常温氧化观点从受热分解的特殊状态扩展到一般状态。由气体产物生成规律对比可知,不易被孔隙吸附的CO会在原生活性位点与氧气接触瞬间迅速产生,据此得到CO相较于CO_(2)而言更适合作为活性位点浓度的直观气体评价指标。煤体原生活性位点的常温氧化有助于煤炭自燃机理的揭示,为高瓦斯矿井瓦斯抽采自燃及低阶煤井下CO超限问题提供解决思路。

关键词：煤炭自燃常温氧化水−气掩蔽负压脱附原生活性位点

负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响

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火炸药学报 2024年第1期47卷 64-71页

作者：汪泉胡程谢守冬李孝臣李志敏涂唱畅朱群龙杨锐安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001 安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 宏大爆破工程集团有限责任公司广东广州510000

为了探究负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响,选用硅藻土敏化的低爆速粉状乳化炸药作为焊接专用药,T2为覆板,Q235为基板分别在100、60、20kPa环境压力下进行爆炸焊接试验;采用金相分析等方法研究了复合界面的形貌特征和元素组分... 详细信息

为了探究负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响,选用硅藻土敏化的低爆速粉状乳化炸药作为焊接专用药,T2为覆板,Q235为基板分别在100、60、20kPa环境压力下进行爆炸焊接试验;采用金相分析等方法研究了复合界面的形貌特征和元素组分,采用数值模拟进一步揭示了负压爆炸焊接机理。结果表明,负压条件会增大粉状乳化炸药的装药密度,但爆速变化不大,20kPa条件下猛度比常压条件下提高8.4%;随着环境压力的降低,复合板界面波高和波长逐渐增大,20kPa条件下波高比常压下增加了49%,波长增加了23%;负压条件下T2/Q235结合面氧元素含量低于常压环境;数值模拟结果表明,T2/Q235界面波随着炸药的装药密度变大而增大,与实验结果一致。在爆炸焊接时密度为0.8g/cm^(3)(20kPa)比0.711g/cm^(3)(常压)炸药碰撞速度提高了16.3%,碰撞压力提高了66.3%。研究表明,负压相比于常压条件提高了爆炸焊接的炸药能量利用率。

关键词：爆炸力学爆炸焊接微观界面粉状乳化炸药数值模拟

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多工况输气管道泄漏声波信号自适应去噪

仪器仪表学报 2024年第3期45卷 227-239页

作者：薛生谢晓贤郑晓亮王强安徽理工大学安全科学与工程学院淮南232001 安徽理工大学煤炭安全精准开采国家地方联合工程研究中心淮南232001 安徽理工大学电气与信息工程学院淮南232001

为实现极低信噪比下管道泄漏声波信号去噪,基于多通道信号的相关性,提出使用相关系数矩阵筛选变分模态分解所得模态分量。针对不同工况的泄漏信号,提出不依赖真值的去噪质量评价指标,将其作为多目标灰狼优化算法目标函数,基于Pareto前... 详细信息

为实现极低信噪比下管道泄漏声波信号去噪,基于多通道信号的相关性,提出使用相关系数矩阵筛选变分模态分解所得模态分量。针对不同工况的泄漏信号,提出不依赖真值的去噪质量评价指标,将其作为多目标灰狼优化算法目标函数,基于Pareto前沿获取变分模态分解的最佳模态数K和惩罚因子η,实现多工况自适应去噪。搭建了输气管道泄漏多工况实验平台,在不同工况、不同输入信号信噪比(-8~4 dB)下验证所提方法的去噪效果。结果表明,该方法能有效抑制噪声,-8 dB时去噪信号信噪比提升2.84 dB以上。对比基于单目标优化的去噪方法,-8 dB下新方法的信噪比和相关系数分别提高了3.65 dB和31.26%。

关键词：管道泄漏自适应去噪相关系数矩阵多目标灰狼优化 Pareto

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部分相干多离轴涡旋矢量光束的传输特性

物理学报 2024年第3期73卷 96-106页

作者：徐华锋张兴宇王仁杰安徽理工大学力学与光电物理学院淮南232001

基于相干与偏振的统一理论,采用傅里叶变换和卷积定理的方法,研究了携带多个离轴涡旋相位的径向偏振矩形对称余弦-高斯关联结构光束的传输特性.结果表明,该光束因其独特的空间相干结构而具有自分裂特性,可以分裂成4束完全相同的子波瓣.... 详细信息

基于相干与偏振的统一理论,采用傅里叶变换和卷积定理的方法,研究了携带多个离轴涡旋相位的径向偏振矩形对称余弦-高斯关联结构光束的传输特性.结果表明,该光束因其独特的空间相干结构而具有自分裂特性,可以分裂成4束完全相同的子波瓣.更重要的是,多离轴涡旋相位的调制可以作用在每个子波瓣上.当相干度较大时,通过调制光束的离轴涡旋数量N_(0)和光束阶数可以在焦平面处产生具有三角形或正方形等多边形空心光强分布的光斑阵列,并且每个子波瓣上对应的偏振态呈现倒三角形或斜正方形的椭圆分布.当相干度较小时,部分相干光束的空间相干性调控占主导作用,多离轴涡旋相位的调制效果消失,每个子波瓣的光强退化成高斯形式分布,但其偏振态分布仍保持不变,与光束阶数和相干长度无关.此外,当利用障碍物遮挡住其中一个离轴涡旋相位时,光束仍具有一定的自修复能力.然而,若将其中一个离轴涡旋相位完全遮挡住,此时每个子波瓣的强度分布和偏振态分布都遭到破坏,会出现不同程度的“缺口”.

关键词：部分相干光特殊空间关联结构多离轴涡旋相位传输特性

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硫酸盐侵蚀下混杂纤维/橡胶混凝土力学性能及微观结构

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复合材料学报 2024年第4期41卷 2055-2064页

作者：刘雨姗庞建勇安徽理工大学土木建筑学院淮南232001

为研究混杂纤维/橡胶混凝土(HF/RC)的抗硫酸盐侵蚀性能,对比分析硫酸盐环境下干湿循环240次内,普通混凝土(NC)和HF/RC的表观现象、质量损失、超声参数、抗压强度损失等性能指标劣化过程,采用SEM及XRD微观表征手段分析硫酸盐/干湿循环前... 详细信息

为研究混杂纤维/橡胶混凝土(HF/RC)的抗硫酸盐侵蚀性能,对比分析硫酸盐环境下干湿循环240次内,普通混凝土(NC)和HF/RC的表观现象、质量损失、超声参数、抗压强度损失等性能指标劣化过程,采用SEM及XRD微观表征手段分析硫酸盐/干湿循环前后试件微观形貌及物相组成。结果表明:随硫酸盐/干湿循环次数增加,NC、HF/RC试件的质量、抗压强度呈先增后减的趋势,超声参数与抗压强度、耐蚀系数具有密切相关性;侵蚀初期SO_(4)^(2−)与胶凝物质反应填充原生孔隙,基体密实度提高。侵蚀过程胶凝材料不断被消耗,基体在硫酸钠反复结晶的物理侵蚀及硫酸盐化学侵蚀的共同作用下出现空隙和孔洞。但橡胶颗粒和混杂纤维可阻断裂缝扩展继而减缓SO_(4)^(2−)扩散,抑制膨胀性产物生成,延缓结晶应力诱发的表层裂纹发育。硫酸盐侵蚀各阶段HF/RC的劣化程度均优于NC,经240次硫酸盐/干湿循环后,NC、HF/RC的耐蚀系数分别为69.00%、78.87%。

关键词：硫酸盐环境橡胶混凝土玄武岩纤维聚乙烯醇纤维干湿循环微观结构