高空核电磁脉冲对爆炸箔起爆器安全性的影响

目的评估爆炸箔起爆器(EFI)在高空核电磁脉冲下的安全性。方法通过吉赫兹横电磁波室(GTEM)强电磁脉冲模拟系统,开展辐射方式下EFI电极塞在模拟高空核电磁脉冲(HEMP)下的感应电流试验测试。HEMP主要是通过电磁辐射方式在EFI脚线上耦合能量,在爆炸箔上产生感应电流,用光纤场强计监测模拟HEMP的电场强度,并在EFI爆炸箔电极塞脚线上套装电流环,通过示波器监测爆炸箔上的感应电流波形。结果在爆炸箔电极塞两根脚线上分别连接相同长度的导线,按导线长度不同分为5、10、20、30、40、50 cm共6组,使导线成180°状态,EFI的脚线可等效为偶极天线,感应电流随脚线长度增加而增大,两者呈线性关系。结论 EFI在HEMP下的感应电流远小于发火电流,对核电磁脉冲环境具有较高的耐受能力,具有较高的安全性。     

激光驱动微小碎片超高速发射技术研究

激光驱动微小碎片装置是地面模拟微小空间碎片对航天器超高速碰撞的重要设备,其模拟碎片的速度和整体性是两个最关键的性能参数.文中从驱动设备的原理出发,介绍了激光性能参数、飞片靶约束层及烧蚀涂层对碎片速度和整体性的影响,并介绍了约束层和烧蚀涂层厚度设计方法及选材范围.近期的试验研究采用单膜结构飞片靶,试验可以将7μm厚、直径1 mm的铝膜驱动到8.3 km/s.     

介质阻挡放电降解乙酸异丁酯气体

采用介质阻挡放电(DBD)降解模拟乙酸异丁酯(IA)气体,结果表明:当ρ(IA)为1 788 mg/m3,气体流速为1.8 m/s,外施电压为9.0 kV时,IA去除率达75.3%. 外施电压升高,初始ρ(IA)和气体流速下降,IA去除率升高. 放电间隙对DBD降解IA废气也会产生一定的影响. 能率与气体流速无线性关系,为了得到较高的能率,外施电压应调节至7.5和9.0 kV. 考察了DBD降解实际IA工业废气的效果、费用和可行性,结果表明:废气量为2 000 m3/h,DBD反应管中的气体流速为5.4 m/s,单个DBD电源输入电压为16 kV时,IA去除率达80%以上,单位体积IA废气的处理费用为0.012元/m3. 对DBD降解IA的产物进行了分析,并初步探讨了降解机理.      

微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化吸附染料的效率与机理

提出了利用微波增强有机膨润土合成-废水处理一体化技术吸附处理染料的方法.探讨了微波增强一体化技术吸附处理中性红的适宜条件、饱和吸附量、吸附反应动力学和作用机理.结果表明,影响吸附处理效果因素的主次顺序为表面活性剂用量、土量和处理时间,微波增强一体化吸附处理中性红的适宜条件为土/水=1/1 000(质量比),CPC浓度120 mg/L(相当于原土的阳离子交换容量28%),微波处理时间60s.与传统的有机膨润土吸附处理方法相比,微波增强一体化技术处理较高浓度染料废水的效果较好,饱和吸附量提高,表面活性剂用量大幅减少,吸附处理染料的速度大幅增加.     

稠油废水处理工艺研究

介绍了稠油废水的来源与性质,提出3种处理技术,即"水解酸化-接触氧化-臭氧催化氧化",出水CODCr为48.6 mg/L,去除率达到86.55%,处理成本为6.03元/m3;"活性焦预吸附-厌氧-固定化微生物BAF-活性焦后吸附",出水CODCr为40.2 mg/L,去除率达到88.97%,处理成本为5.45元/m3;"强化絮凝-活性污泥MBR",出水CODCr为36.8 mg/L,去除率达到82.64%,处理成本为5.76元/m3。第2种工艺处理效率与处理成本略优。     

金龙顶子火山喷发柱动力学参数的估算及其灾害评价

用厚度对数-面积平方根法求得金龙顶子火山四海期喷发物体积为0.2155km3。根据最大浮岩碎屑粒度等值线分布特征,估算四海期喷发柱气冲区高度2.5km、对流区高度10.0km、伞状区高度13.86km;风速25-30m/s;初始喷发温度800℃;喷火口半径50m;初始速度250m/s;质量喷发率106.54kg/s;体积喷发率103.26m3/s;喷发高峰时上升速度100m/s;喷发柱中央线温度210k;喷发柱宽度半径为2km;伞状区向外辐射速度20～7m/s;喷发持续时间约为32.91小时;释放能量为1.62×1019J。在火山喷发数值模拟软件模拟验证的基础上,对金龙顶子火山灾害进行了评价预测。     

桥丝式爆炸螺栓防静电设计与性能验证

目的设计一种防静电结构的桥丝式爆炸螺栓。方法采用"泄放"与"堵"相结合的方法,设计针-壳空气静电结构的桥丝式爆炸螺栓,并进行各种性能验证。结果设计的桥丝式爆炸螺栓通过了总体结构原理性试验、静放电试验、分离速度验证试验、功能裕度试验、结构强度裕度试验、系统试验,以及鉴定考核试验的验证。结论桥丝式爆炸螺栓可解决防静电不安全因素,并且分离功能可靠,在实践中具有较好的应用前景。     

1979-2014年中国地面风速的长期变化趋势

基于中国国家级地面气象站均一化风速月值数据集,采用线性回归等方法分析了1979-2014年中国2268个台站地面风速演变的时空特征。结果表明：中国地面风速总体呈显著下降趋势,年平均风速变化速率为-0.142 m/s/10 a;四个季节中春季平均风速下降趋势（-0.18 m/s/10 a）明显大于其他三个季节,其次依次为冬季（-0.135 m/s/10 a）、夏季（-0.13 m/s/10 a）及秋季（-0.129 m/s/10 a）;研究选取的台站中约82%的台站风速呈现下降趋势;划分的七个区域中,高原区和东北区风速下降趋势最明显,华北区下降趋势最小,但都通过了0.05显著性检验;中国地面风速在1980s下降趋势最显著（-0.235 m/s/10 a）,1990s下降趋势减缓（-0.112 m/s/10 a）,2000-2014年下降趋势最小,为-0.099 m/s/10 a;研究期间地面风速与地面气温呈显著负相关,表明近期中国气温变暖可能导致风速减弱。     

风速与风向对人体热交换影响的CFD仿真模拟

为了提升灾害环境中人体热损伤评估精度并保障应急救援人员的生命安全,首先将暖体假人进行三维激光扫描得到数值假人,并按照人体生理构造将其划分为20个区块,通过ICEM软件建立气候室,设置0°～180°的风向;然后通过FLUENT软件计算得到0.2～5.0 m/s风速时的人体显热换热量和辐射换热量,在此基础上求得对流换热量;最后将模拟结果与文献中数据进行对比验证,并分析不同风速与风向对人体热交换的影响。结果表明：提出的计算流体动力学(CFD)仿真模拟方法可有效模拟人体不同部位的换热量;风速的增加会促进人体与环境之间的热交换,当风速从0.2 m/s增加到5.0 m/s时,人体整体对流换热量从56 W/m²增加到360 W/m²;人体表面局部部位之间对流换热量有明显的差异,其中四肢部位与环境之间的热交换受风速影响更为明显;风向对人体整体对流换热几乎没有影响,但躯干部位对流换热量受风向的影响较大;在非对称风向(45°、90°、135°)下,人体对流换热量呈现非对称式分布。本研究可为人员安全评估、极端环境下人体热反应建模、防护装备研发等提供基础数据。     

磁场协同交变脉冲电化学场处理垃圾渗滤液

以自行研制的交变脉冲电源为基础,在自制的磁场-电化学场一体化水处理反应器中,使用铝片为可溶性电极,并同时施加磁场和交变脉冲电解电流,对垃圾渗滤液进行处理.在磁感应强度为0.08 T,脉冲峰值电流密度为5 A/dm2,平均脉冲峰值电压为2.0 V,脉冲电流周期为3 s及处理时间为90 min的工艺条件下,相对于相同电化学条件的单一交变脉冲电絮凝处理,新鲜垃圾渗滤液的COD_Cr与NH₃-N的去除率分别提高了8.41%和6.56%;老龄垃圾渗滤液的COD_Cr与NH₃-N的去除率分别提高了16.01%和7.82%.表明磁场与电化学场的协同作用明显地提高了废水的处理效果.      

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％。     

油墨含能NiCr桥电爆换能规律及间隙点火性能研究

目的 针对低功耗换能元点火能力不足的问题,采用油墨直写技术制备一种油墨含能NiCr桥换能元。方法 以Al/CuO为主体含能材料,完成含能油墨的制备,并将其集成到NiCr桥上,形成油墨含能NiCr桥。对油墨含能NiCr桥换能元进行电爆实验和间隙点火实验,验证油墨含能NiCr桥的非接触式点火能力。结果 在24 V/100 µF条件下,油墨装药量为2.9 mg时,油墨含能NiCr桥可以在5 mm间隙下点燃B/KNO3装药,在间隙为1 mm条件下,油墨含能NiCr桥能够成功引发装药为硝酸肼镍的雷管。结论 含能油墨的引入能够增强NiCr桥的点火起爆能力,有望在工程实践中进行应用。     

废弃打印机硒鼓回收过程墨粉防爆研究

对打印机墨粉爆炸的有关参数(包括最大爆炸压力、爆炸指数Kmax、爆炸下限、粉尘层着火温度、粉尘云着火温度)进行了研究。结果表明:墨粉的爆炸压力比其组成树脂粉低,这可能与其中不可燃的磁性氧化铁添加物有关;墨粉的爆炸指数为18,易于发生燃烧和爆炸;墨粉的爆炸下限(<50 g/m3)较低,爆炸上限很高,易于形成可爆粉尘云,但高于400℃时不着火,不易发生自燃。研究结果将为废弃硒鼓墨粉的防爆提供基础数据,对防灾决策的深入研究具有参考价值。     

Development of chemically produced hydrogen energy-based impact bonding process for dissimilar metals

There has been a growing demand in the fabrication of dissimilar metal parts for application in the automotive, aerospace, defense, chemical and nuclear industries. Welding of dissimilar materials can be accomplished via impact welding, which can minimize the formation of a continuous inter-metallic phase, while chemically bonding dissimilar metals. This paper discusses an innovative technique for bonding dissimilar metals by chemically produced hydrogen energy by reacting aluminum powder and water. Experiments were carried out to study impact bond characteristics using copper and stainless steel cylindrical billets. The influence of nosed flyer billet angle and billet mass on bonding characteristics were studied. The test results have demonstrated that the nosed flyer billet angle has significant influence on wavy bond patterns at the interface. Among the three flyer billet nose angles of 9°, 12° and 15°, the billets with a flyer angle of 15° resulted in a complete wave morphological pattern along the whole sample cross-section. This study shows the potential of developing a cost effective system/machinery where discrete metal parts can be bonded at near net shape.     

航空电连接器海洋环境加速试验与腐蚀仿真研究

目的 通过加速试验和有限元仿真,研究航空电连接器在南海岛礁服役条件下的失效行为和腐蚀机理.方法 根据典型航空装备南海服役环境数据,设计海洋环境加速腐蚀试验环境谱,基于此环境谱开展航空电连接器在实验室加速试验条件下的外观腐蚀、接触电阻、绝缘电阻和耐压强度的变化行为和机理研究.重点分析接触电阻变化原因,并基于水平集方法,建立插针插孔结合处的COMSOL有限元腐蚀仿真模型,模拟和验证接触件的腐蚀行为和机理.结果 3种规格的电连接器均发生壳体腐蚀,但程度不同,其中不锈钢壳体电连接器壳体腐蚀最轻,但壳体内部金属卡圈腐蚀最严重,其接触电阻波动最大.所有电连接器的耐压强度和绝缘电阻均有明显减小.结论 导致接触电阻增加的直接原因是插针和插孔结合处的毛细区内发生了严重腐蚀.有限元模型复现了腐蚀界面发展和腐蚀产物沉积过程.     

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...     

微米级空间碎片撞击太阳电池研究

目的评估航天器太阳电池阵遭遇微米级空间碎片撞击后性能的下降程度。方法利用激光驱动飞片发射系统针对硅太阳电池开展系统的试验工作,对太阳电池机械损伤特性及伏安特性进行测试。利用ORDEM2000软件计算航天器所在轨道的碎片通量和速度。结合试验结果,计算航天器太阳电池阵因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率。结果太阳电池最大输出功率衰减率与溅射区直径呈二次函数关系,与表面污染率近似相等。未来5年天宫一号所在轨道航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率为0.45%。结论利用该研究结果可以预计航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率,为航天器总体设计提供技术支持。