贮存老化条件下固体火箭发动机内弹道性能变化

研究了某型固体火箭发动机在贮存期间内弹道性能受推进剂药柱老化影响的变化规律。通过热加速老化试验．研究了HTPB推进荆的燃烧速度受老化影响情况：基于药柱材料的粘弹性本构关系,并考虑贮存环境温度波动、内压载荷和自重效应。对复合固体推进剂药柱完全固化后贮存老化条件下的变形进行了三维有限元分析。基于加速老化试验数据和数值仿真分析结果．对老化后固体火箭发动机的内弹道性能进行了分析。     

HTPB药柱老化对SRM内弹道性能的影响及偏差分析

为了定性和定量的描述药柱燃面、密度、燃速等因素对固体火箭发动机（SRM）内弹道性能的影响,在HTPB复合固体推进剂老化研究和SRM内弹道性能预估研究的基础上,分析了HTPB推进剂因贮存老化引起的SRM内弹道性能偏差,建立了性能偏差计算模型。结果表明,老化引起的药柱燃面、密度、燃速变化以及侵蚀燃烧引起的喷喉烧蚀是SRM贮存过程中影响内弹道性能偏差的直接因素,老化引起它们微小的波动都会引起发动机内弹道性能较大的偏离。在发动机寿命预估和进行可靠性分析时必须考虑老化对内弹道性能的影响。     

固体发动机药柱应力应变仿真与试验验证研究

目的研究某导弹固体发动机药柱在不同环境温度下的性能演变规律。方法利用ABAQUS有限元分析软件,仿真计算了药柱在-40,20,50℃下的应力应变情况,在此基础上通过推进剂拉伸应力松弛试验对仿真结果进行验证分析。结果最大应力应变发生在头部人工脱粘层的根部,药柱内部沿径向越靠近内孔表面,应力应变的数值越大,沿药柱的轴向,内孔表面的最大应力应变发生在靠近药柱中间位置。结论线粘弹性本构关系模型在较低应变水平下可以很好地模拟出推进剂的力学行为,当应变水平在14.3%以下时,试验和仿真的相对误差能控制在10%以内。     

高能推进剂老化对发动机内弹道性能的影响研究

对某配方NEPE高能固体推进剂进行了加速贮存试验,分析了推进剂在长期贮存后其密度、燃速的变化规律,开展了发动机内弹道测试和内弹道参数影响定量分析研究。针对某翼柱型装药固体发动机,分析了长期贮存后其内弹道性能的变化规律。结果表明,燃速缓慢下降是影响高能推进剂发动机内弹道性能变化的主要因素。     

装药结构试验器设计和低温老化试验研究

目的探索固体火箭发动机装药低温老化试验方法和机理,为固体发动机寿命预测和延寿提供支撑。方法设计方便取样测试的结构试验器,通过仿真计算确定具有一定应变水平的装药内孔尺寸,开展-10℃和-35℃低温老化试验。老化后首先对结构试验器进行无损检测,再取出药柱制取推进剂标准试样,进行常温和低温快速拉伸力学性能测试。结果设计完成三段连接式结构试验器,既不破坏药柱所承受的应力载荷,又保证取样方便、安全。无损探伤表明,经过低温长期贮存的结构试验器药柱没有产生裂纹和脱粘现象。推进剂的常温力学性能无明显变化,低温的最大抗拉强度有所升高,最大伸长率降低明显,-10℃和-35℃低温老化试验后,最大伸长率分别降低了24%和40%。结论推进剂内部产生了微损伤,承受低温快速应变(对应低温点火冲击状态)能力下降明显,应引起高度关注。     

不同升温速率下模块装药的烤燃特性分析

目的 研究不同升温速率下模块装药烤燃特性的变化.方法 基于模块装药结构及其烤燃化学反应机理,提出基本假设,建立二维非稳态烤燃计算模型,通过数值模拟计算分析研究模块装药在不同工况下的烤燃特性.结果 在3.30、5.25、7.20 K/h的加热条件下,模块装药发生烤燃响应的着火温度分别为476.6、473.1、477.1 ...     

2种低射速下火炮膛内模块装药烤燃特性的对比与分析

目的 研究火炮多发连续射击后膛内模块装药的受热过程.方法 采用烤燃的思想建立模块装药留膛二维瞬态烤燃模型.以443 K为临界温度,求解火炮在2种低射速工况(以每分钟2、3发)下连续射击至药室内壁温度达到约443 K时的壁面温度分布,并以此为初始温度条件,对模块装药在膛内的烤燃过程进行数值模拟,对比分析2种低射速下火炮膛...     

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0.177242～0.999999。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。     

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。     

不同配方火箭喷焰电波传播效应的地面实验

介绍了不同药柱配方下火箭喷焰形成的媒质对电磁波传播的影响,通过地面实验测量无线电信号穿过不同药柱配方形成的火箭喷焰区后的衰减和相移,讨论了实验结果,分析了不足之处,同时指出了实验的意义及应用价值.     

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。     

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...     

高原环境对大功率柴油机起动过程影响研究

目的研究高原环境对大功率柴油机起动过程影响规律。方法针对平原和高原地区某12缸柴油机进行实车起动试验,对两种环境下柴油机起动过程转速与缸压数据进行分析,对比两种环境起动过程滞燃期变化规律,同时对两种环境起动过程喷雾特性进行仿真计算。结果发现在高原环境起动过程加速阶段更易出现滞速,甚至失火现象,两种环境下起动过程中以时间计滞燃期均在加速阶段快速下降,在过渡阶段下降平缓,在同一时刻高原环境滞燃期更大,且波动更大,最大可达0.9 ms。喷雾过程仿真结果发现,高原环境起动过程喷雾贯穿距发展更快,油束重心更接近燃烧室壁面。结论高原环境使得柴油机起动过程喷雾贯穿距增大,油束碰壁导致混合气形成质量变差,滞燃期变长,最终导致高原环境下起动过程出现滞速甚至失火等现象。     

含金属元素化合物和压力对工业污泥燃烧特性的影响

为了更好地利用工业污泥,有必要对它的燃烧特性进行研究,因而利用热重法研究了由3种典型的工业污泥按质量比1∶1∶1混合后的多组分试样在掺混含不同金属元素混合物、不同升温速率以及加压下的燃烧特性.实验结果表明,含金属元素化合物对污泥的燃烧能起到一定的催化作用,有助于改善工业污泥的着火性能,提高工业污泥的燃烧放热量和燃尽水平.含不同金属元素化合物对于污泥燃烧的催化机制和作用有所差异.实验中各种含金属元素化合物促进污泥燃烧过程的作用次序由大到小依次为:K2CO3、NaCl、Al2O3.随着压力的增大,污泥试样燃烧反应区间向低温区移动,各特征温度均呈下降趋势,综合燃烧特性指数有所提高;而随着升温速率的增大,污泥试样燃烧反应区间向高温区移动,各特征温度均有所增大,但综合燃烧特性愈好,对污泥燃烧越有利.     

可燃垃圾与煤粉混合燃烧特性及动力学分析

采用热重分析法对可燃垃圾、煤粉及其混合燃料的燃烧特性进行了分析。研究结果表明:可燃垃圾的热重曲线在220~500℃内存在2个明显的失重区域,煤粉在300~600℃内只有1个失重区域。可燃垃圾着火性能较好,着火点为220℃,可燃垃圾与煤粉混烧时的着火点较可燃垃圾单独燃烧时略有提高,但明显低于煤粉单独燃烧时320℃的着火点。可燃垃圾和煤粉按照2:1、3:1、4:1、5:1混烧时,基本保持垃圾的着火特性,当可燃垃圾的掺混量 ≤ 80%时,可燃垃圾和煤粉混烧时两者之间存在明显的协同促进作用。可燃垃圾的综合燃烧特征指数为3.91×10-7/（min2·K3）,明显高于煤粉,可燃垃圾的添加能提高煤粉的综合燃烧性能,其中可燃垃圾:煤粉=4:1为掺混比例最佳。燃烧动力学分析结果表明:在220~330℃燃烧阶段,混合燃料的活性高于可燃垃圾,在320~570℃高温燃烧阶段,混合燃料的活性略低于可燃垃圾,但是远高于煤粉。可燃垃圾的掺烧量对2个燃烧阶段混合燃料的活性影响不大。     

圆孔装药固体火箭发动机的慢速烤燃特性研究

目的 研究圆孔装药固体火箭发动机的慢速烤燃特性.方法 针对装填高能推进剂的固体火箭发动机,建立了二维瞬态慢速烤燃模型.其中AP/HTPB推进剂的化学动力学模型为两步总包反应模型.在升温速率分别为3.6、7.2、10.8 K/h的工况下,进行固体火箭发动机的烤燃数值模拟,并具体分析慢速烤燃工况下固体火箭发动机的传热特性和...     

用柴油/醇组合燃烧法在城市车用柴油机上实现同时降低碳烟与NOx排放的研究

柴油机在部分工况采用柴油扩散燃烧 ,另一部分工况则采用柴油引燃醇燃料形成的均质混合气压燃燃烧 .这种组合燃烧利用醇的高汽化潜热和含氧特性 ,达到同时降低柴油机碳烟及氮氧化物 (NOx)排放的目的 ,并可以避免小负荷燃烧醇燃料带来的高醛类排放问题 .在一台 4 85QDI直喷式柴油机上采用上述组合燃烧法进行了试验 ,醇均质混合气经进气管处喷射形成 ,用电控装置控制醇燃料喷入量及其喷入时刻 .试验结果表明 ,与原机相比 ,碳烟和NOx 排放分别可以减少 5 0 %和 30 %以上 ,同时燃料的消耗率也有大幅度降低 .该方法为降低城市车用柴油机的碳烟排放提出一个新的解决途径     

采用热重分析法研究煤掺烧干污泥燃烧特性

利用热重分析法对干污泥和煤及二者混合样的燃烧特性进行了研究.结果表明,在空气介质、升温速率25℃/min、温度范围20~1000℃的情况下,干污泥分别在280℃、480℃出现2个失重峰,煤在500℃时出现1个失重峰.随着干污泥掺烧比增加,混合样失重速率峰值及最大燃烧速率值增大,出现温度提前.一定比例范围的干污泥掺烧可以改善煤的着火性能,有利于煤的稳定燃烧,燃料的可燃烧性指数增加,使燃烧特性改善,该指数介于干污泥和煤单一成分燃烧特性指数之间.