丙烯气体最小点火能研究

为研究丙烯气体最小点火能随温度的变化规律,首先采用最小点火能测试系对甲烷气体进行了测试和评估,得到了不同温度下的最小点火能及其随温度的变化趋势。结果表明,可燃气体(或液体蒸气)敏感浓度均略高于其当量浓度。气体最小点火能随温度升高而增大。     

跌落/撞击载荷下装药结构的安全性评估方法

目的 提出装药结构在跌落/撞击事故条件下安全性的定量评估方法.方法 针对装药结构跌落/撞击条件下含能部件非冲击点火存在的不确定性大、缺乏可供工程应用的点火判据等问题,采用基于数理统计思想的定量评估思路,建立"3类试验+1种方法"的安全性评估体系,并提出试验设计、方法选取和评估实施的方法及要求,可供工程应用.结果 采用该方法,开展了某装药结构跌落安全性的定量评估,通过标准试验探索获得了特定约束下的起爆阈值范围,通过设计并开展多发能包络整体级响应的构型试验,获得的实验数据可作为评估的样本数据.采用单侧置信下限方法进行了定量评估,获得了安全度为0.99999(置信度0.9)的定量评估结果.结论 该方法可实现对武器装备、航天发动机跌落/撞击条件下安全性的定量评估,但该方法仅适用于装药结构具有足够安全裕度的情况.     

一种带中心孔的密实随行装药内弹道数值计算及分析

目的 推进密实随行装药技术工程化应用的进程,提出一种带中心孔的密实随行装药结构方案.方法 针对该方案建立相应的内弹道模型,计算得到不同装药量、不同点火延迟时间条件下随行装药内弹道性能的变化情况.结果 受燃尽性约束,端面燃烧型随行装药药柱设计高度有限,内弹道性能提升较小.在随行药柱燃速不变的条件下,带中心孔的随行装药可有...     

含能材料热烤试验用多温区热控装置设计

目的 评估含能材料产品在热烤环境下的热安全性,研制一套热烤环境试验用多温区热控装置.方法 从热烤试验需求出发,制定试验系统功能、指标.进行系统功能分解,重点分析加热方式和加热元件的选型,温区之间的温度耦合及控制.基于试件含能,危险性较大的情况,制定安全策略.基于组态软件实现热控系统的软件设计,考虑了参数及曲线设置、试验过程状态观测、数据存储、报警和安全保护等.结果 利用该多温区热控系统开展了验证性试验,设置的温度为室温～229℃,温变速率为6℃/h,三温区控制,温度误差为±1.5℃.结论 含能材料热烤试验用多温区热控装置可以完成大试件小温升速率热烤试验的要求,为大尺寸含能材料热烤试验提供了试验能力.     

考虑螺栓断裂的固体导弹水平跌落安全性分析

目的 通过数值仿真分析水平跌落条件下的固体导弹安全性。方法 基于LS-DYNA进行全弹水平跌落仿真计算,通过位移和加速度的实验测量值进行模型校核。重点分析螺栓断裂对结果的影响,对比螺栓在不同建模方法、不同断裂数量下的仿真结果。基于经过校核的全弹模型,计算含能材料的应力场。结果 不同建模方法中,螺栓连接法的加速度峰值计算精度最高;不同工况之中,三部段工况下的螺栓断裂数量与实际一致,且加速度峰值计算精度最高。根据精度最高的仿真模型计算出的全弹应力响应,战斗部与发动机装药内部最大Von Mises应力均小于反应阈值。结论 螺栓连接的建模方法和断裂数量对于全弹位移、加速度的计算精度具有显著影响。采用螺栓连接法建模的三部段工况仿真模型最为可靠。基于可靠模型的含能材料应力场计算结果表明,全弹6 m水平跌落不会直接引起战斗部、发动机装药反应。     

HNS多点阵列装药慢速烤燃试验研究

研究多点阵列冲击片雷管装药的热安全性。方法针对φ3 mm×3 mm、φ4 mm×4 mm、φ5 mm×5 mm、φ4mm×8mm共四种不同尺寸的HNS多点阵列装药开展慢速烤燃试验研究,得到HNS多点阵列装药在3.3℃/h、5、10℃/min三种不同升温速率下的响应特性。结果同规格装药情况下,随着升温速率的提高,其热烤响应剧烈程度有加剧趋势;同升温速率条件下,试样药量越大,反应剧烈程度有加剧趋势。结论阵列装药有利于分散HNS装药在热烤条件下的热积累,降低热烤试验的响应强度,提升装药的热安全性。     

四钛酸钾晶须处理含铀废水实验研究

实验研究新型无机离子交换剂——四钛酸钾晶须(K2Ti4O9)处理含铀废水。通过静态交换实验优化影响铀去除率的因子,并测定四钛酸钾晶须对铀的饱和交换容量;利用制备的四钛酸钾-PVC膜进行动态交换实验;初步实验研究了四钛酸钾在不同温度和配方下的烧结固化。结果表明,在酸性条件下,四钛酸钾对铀的去除率>95%,最佳pH为3～4,对铀的静态饱和交换容量约为894μg/g;制备的四钛酸钾-PVC膜对铀的动态交换容量约为185μg/g;80%K2Ti4O9+20%高岭土在1200℃下烧结效果良好。     

某爆炸型催泪弹的使用安全可靠性试验评价

为研究某爆炸型催泪弹的使用安全可靠性,以新品、正常存储期内、满储存期和超储存期4个阶段的某爆炸型催泪弹为样本,采用高速摄影机、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、声强仪等物化仪器对其发火机构点火性能、主装药安定性和作战效果等进行了测试和表征。结果表明:受试样弹击针簧的最小势能和点火管最短火焰长度虽随存储时间的延长呈现单调递减趋势,但在使用年限内均能保证弹药击发时的安全可靠点燃;受试样弹主装药的5s爆发点测试数据间存在相关系数(R2)大于0.99的线性关系,推算在有效使用期内受试样弹主装药5s爆发点的变化率仅为1.35%;DSC测试结果中,受试样弹主装药存储期前后的起始熔融温度、峰值温度和完全熔融温度的变化幅度均小于2℃;SEM照片中,受试样弹主装药各组分经长期存储后表面未出现明显的质量变化现象;不同存储时间受试样弹的声压和受试者对催泪剂不可耐受时间的测试结果显示,在5a的存储期内存储时间未对两者产生显著的影响。以上研究表明:某爆炸型催泪弹在使用期内点火性能安全可靠、主装药安定性能好、作战效果显著。     

金属飞片对EFI起爆能量的影响

目的降低EFI的发火能量,研究非金属飞片与金属飞片在EFI中的应用。方法采用飞片材料匹配的方法,并选择金属Al与金属Ti,开展金属飞片的设计与制备,得到Al-PI与Ti-PI的金属飞片以及金属飞片-爆炸桥箔metallic flyer,并开展发火摸底试验。结果在不额外对金属飞片进行绝缘处理的情况下,含有金属飞片的EFI均未发火;对金属飞片进行绝缘处理后,含有金属飞片的EFI均可靠发火。采用光子多普勒测速仪(PDV)进行的飞片速度测试结果表明,在充电电压为1200 V时,Ti-PI金属飞片的速度为3604 m/s,金属飞片-爆炸桥箔一体化换能元速度为2986m/s。结论同样的发火电压下,金属飞片-爆炸桥箔一体化换能元的金属飞片速度明显小于绝缘层较厚的金属飞片速度。     

复合纳米吸附深度除铊技术研究

根据含铊废水的水质特征,开发出了复合纳米吸附深度除铊技术,结果表明:在原水中的铊为0.037 mg/L的条件下,在过流体积比为5000BV时,处理出水仍能稳定达标。吸附能力主要是由于负载的水合二氧化锰粒子的表面羟基的化学吸附作用,在吸附饱和后能够再生使用。该项技术在含铊废水处理工程得到了成功的应用,工程运行结果表明:出水中的铊浓度稳定达到《湖南省工业废水铊污染物排放标准》(DB43968—2014)。     

自然储存过程中点火具性能变化规律研究

目的研究点火具的点火压力随储存时间、地区的变化规律。方法对在正常储存条件下分别储存于北方和南方地区,储存年限分别为5,10,15,19年的某型点火具进行点火压力-时间关系试验。结果点火压力随时间的增加先上升后减小,北方地区的最大压力下降了0.4 MPa左右,南方地区的最大压力下降了0.3 MPa左右。在北方地区储存的点火具的最大压力时间要长于在南方地区储存的点火具最大压力时间。结论点火具在长时间储存和不同地区储存的参数会发生变化,但是参数的变化在允许的范围之内,地区的差异会对点火具的性能产生一定的影响,影响的主要因素之一是温度。     

半导体桥点火具药剂贮存寿命分析及评估

目的 对在贮存过程中的半导体桥火工品进行失效分析和寿命评估.方法 通过差示扫描量热法(DSC)对不同加速寿命实验时间的半导体桥点火具药剂进行分析,探究LTNR和亚铁氰化铅的药剂相容性.通过化学动力学,分析半导体桥点火具药剂在不同加速寿命实验时间的活化能.结果 LTNR和亚铁氰化铅均表现出良好的化学相容性,在短时间内不会...     

基于内弹道仿真的火药点火器燃喉比优化与试验验证

目的 减小火药点火器不同药剂批次下的散差,提高其工作可靠性。方法 分析火药点火器不同批次药剂性能与内弹道数据,发现在恒定燃喉比下,药剂性能波动会显著影响其工作可靠性,因此应根据不同批次组合下的药剂性能选取合理的燃喉比。首先,通过标准试验测试火药点火器内装药剂的关键性能参数。然后,通过建立火药点火器内弹道的仿真模型,计算基线燃喉比附近的内弹道参数,输入到基于历史点火冲量数据建立的正态容许限法模型。最后,在预设燃喉比范围内进行发火试验,并利用正态容许限法计算出不同燃喉比对应的点火可靠度。结果 共模拟了8种水平的燃喉比试验,计算出对应的可靠度为0.177 242~0.999 999。根据模型计算出的可靠度及火工品相关标准的要求,确定合理的燃喉比,并增加样本,进一步验证其可靠度。此外,在选定燃喉比附近进行的裕度试验,试验数据均符合预期。结论 通过内弹道仿真建模,结合可靠性试验数据分析,为火药点火器优选了燃喉比,工作可靠度达到了0. 999 908,比改进前的可靠度0.999有了显著提升。     

人体静电作用下桥丝火工品发火概率计算

应用有限元方法,通过算例模拟了桥丝式电火工品（EED）静电发火的三维温度场,并采取统计方法估算了火工品临界发火温度;结合可靠性理论应力一强度模型,采用蒙特卡罗方法,计算了EED在人体静电作用下的发火概率;最后分析了各因素对火工品发火概率的影响。结果表明,人体静电电压是影响桥丝式EED发火概率的最主要因素,EED在人体静电作用下的发火概率高达17．1％。     

垂直发射装置排气道极限承压性能分析

目的研究导弹在意外点火时排气道的力学性能及导弹发射的安全性,对排气道的极限承压性能进行研究。方法建立排气道的极限承压的仿真模型,通过水压试验及发射试验,获取排气道不同种试验方式下的极限承压数据。结果排气道在导弹正常发射时承压设计值为0.3 MPa。极限承压仿真试验过程中,排气道在受到0.5 MPa压强时,所受应力超过材料最大抗拉极限。水压试验过程中,排气道受0.58 MPa压强时,其结构发生破坏。意外点火试验过程中,排气道所受最大压强值为0.24 MPa。结论排气道的极限承压能力可以满足正常发射及意外点火的发射要求,排气道的设计裕量充足。     

某无人机回收系统故障改进设计

目的解决无人机回收过程中,点火具工作失效,导致无人机坠毁的问题。方法对点火具工艺进行改进,点火具收口至管壳口部与定位环完全接触,在绸垫与管壳的接缝处用硝化棉胶液粘接。结果地面试验验证和空中飞行验证表明,改进措施有效,更改后的点火具工作稳定可靠。结论更改工艺后的点火具工作稳定,满足无人机回收系统使用要求,相比原状态提高了回收系统工作可靠性。     

甲烷高温自燃诱导过程实验与数值模拟研究

甲烷的转化在化工产业中具有举足轻重的地位与战略意义,近年来涌现的氧化偶联制烯烃等多种新型化工工艺涉及高温条件的甲烷-纯氧等体系的混合与反应过程,明确甲烷高温自燃诱导与爆炸规律是实现工艺安全设计与运行的前提,然而相关研究与基础数据仍较为欠缺。通过利用基于快速压缩装置的高温高压燃爆测试系统开展甲烷-纯氧等典型混合体系的自燃诱导过程研究,同时基于GRI-Mech 3.0机理的数值模拟方法进行了数值模拟研究。实验结果与数值模拟结果吻合较好,随着温度/压力的增加及氧气含量的下降,混合体系自燃诱导时间均缩短;燃料气中加入乙烷或氢气则会大幅缩短自燃诱导过程。对于多个工艺过程中涉及的低氧含量体系率先开展了研究,得到了不同当量比及温度条件下的典型体系自燃诱导时间,同时考察了惰性气的加入对于自燃诱导过程的延长作用。研究结果有助于深入理解甲烷自燃诱导机理,同时指导高温条件的甲烷转化工艺的本质安全化设计与爆炸防控。     

底泥预处理对磷等温吸附特征及磷形态的影响

以校园河流底泥为材料,研究了通过不同预处理对有机质去除后,底泥对磷的等温吸附特征以及底泥中磷的赋存形态的转化.结果表明,对底泥曝气预处理强化了底泥对磷的吸附能力,最大吸附量(S_max)达到714.3mg/kg.不同底泥灼烧后,最大吸附量为天然底泥的1.64～2.25倍,且明显高于未灼烧底泥.对底泥曝气与对水曝气预处理使易被生物利用态磷向难被生物利用态磷转化,易被生物利用态磷较预处理前分别减少了7.02%和0.23%,而空白试验底泥的易被生物利用态磷则增加了4.85%.底泥灼烧后,SMT法不适合分析磷的赋存形态.底泥预处理后,酸性或碱性均促进了磷的释放.底泥灼烧后,在pH5～6条件下,磷的释放量低于未灼烧底泥.