《基於高溫燃燒質點效應的煙火藥燃燒反應模型》是依託南京理工大學，由朱晨光擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於高溫燃燒質點效應的煙火藥燃燒反應模型
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱晨光
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目解決煙火藥只能依靠實驗和經驗實現套用，而無法通過材料性質預測煙火藥燃燒性能的基本問題。煙火藥是由氧化劑、可燃劑、粘合劑和功能添加劑經機械混合而成的多孔介質，與其它含能材料相比，燃燒時具有高密度熱點效應，因此本研究擬從高溫燃燒質點效應的角度來研究煙火藥的燃燒機理。.主要研究內容為：基於間歇性高壓空氣射流取樣法得到煙火藥爆燃火焰中各區域的燃燒粒子粒度和濃度，結合溫度場繪製火焰結構圖，分析出高溫燃燒質點的燃燒特性與運動軌跡；從界面間微尺度燃燒反應機理出發，實驗研究高溫燃燒質點燃燒時裂解、粒度、溫度場變化過程，並得到原材料粒度對燃燒反應速度的影響程度；以材料的比表面積、物理化學性質為參量建立高溫燃燒質點的傳質、傳熱方程，以及裂解係數函式、反應係數函式方程，基於界面間微尺度傳質傳熱機理，建立具有球面燃燒波面特徵的高溫燃燒質點燃燒反應模型，進而得到以高溫燃燒質點為核心的煙火藥燃燒反應模型。
結題摘要
煙火藥已經被研究和使用近千年，至今，不得不承認在任意介質中的快速反應研究仍處在起步階段，煙火藥的點火、燃燒、煙火效應機理等實驗和理論方面需要更深層次的研究。針對煙火藥是將粉劑材料通過機械混合而成，燃燒反應的點火、傳播與火焰不可避免地存在大量燃燒顆粒的特點，提出了以高溫燃燒質點（包括有單質顆粒和複合顆粒）作為離散反應單元的煙火藥燃燒反應模型。研究確定有兩個核心：一是高溫燃燒質點的點火與燃燒機理，以原材料顆粒粒度、材料性質、配比、添加劑等參數對點火與燃燒反應的影響為基礎展開研究；二是以高溫燃燒質點為基礎研究火焰結構，研究包括高溫燃燒質點軌跡追蹤、數量分布、速度分布、火焰流場，以及高溫燃燒質點濃度分布對火焰溫度場的影響。微觀上以高溫燃燒質點作為燃燒反應的最基本單元展現了煙火藥燃燒反應內在機理，巨觀上以高溫燃燒質點的濃度效應展現了煙火藥燃燒反應火焰結構與流場，進而勾繪出以高溫燃燒質點為核心的煙火藥燃燒反應模型。
