《金屬化炸藥爆轟驅動理論及其套用研究》是依託北京理工大學，由吳成擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：金屬化炸藥爆轟驅動理論及其套用研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：吳成
- 項目類別：聯合基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
摘要:對於含鋁炸藥爆轟驅動過程的認識仍然停留在採用等熵膨脹理論方法來描述，本項目，針對含鋁炸藥爆轟膨脹驅動過程，採用非等熵熱力學理論和非線性特徵線方法的研究還處於空白的狀態。.通過對非等熵膨脹驅動過程的熱力學分析、金屬成份化學反應的貢獻與流場壓力和速度的耦合模型、含二次能量釋放過程的爆轟產物狀態方程等方面的研究；突破有爆轟產物氣體和燃燒產生氣體影響的鋁粉實時燃燒-加熱的熱力學模型、考慮膨脹驅動過程參數實時互動影響的熱力學模型和理論；建立以微過程等熵-整體過程非等熵描述的理論和非線性特徵線分析方法；得到與含鋁炸藥爆轟驅動試驗曲線相匹配的理論分析曲線，得到含鋁炸藥非等熵膨脹驅動過程的研究理論和新概念分析方法。
結題摘要
本文將針對含鋁炸藥的非理想特性，對其爆轟產物的膨脹做功進行理論研究，分析鋁粉反應引起的熱力學熵變，提出含鋁炸藥爆轟產物膨脹的局部等熵假設，建立含鋁炸藥爆轟產物的非等熵流動模型，為研究含鋁炸藥爆轟產物的非等熵流動和膨脹做功提供理論依據。首先，對含鋁炸藥爆轟產物的流動過程進行了熱力學分析，發現鋁粉在爆轟產物中的二次反應將引起產物的熵變，且這部分熵變是不可忽略的，為理論研究含鋁炸藥爆轟產物非等熵流動提供了思路和方法。其次，對爆轟波作用下鋁粉的動力學回響進行了詳細的研究。採用數值計算方法研究了不同位置、不同直徑的鋁粒子在受到不同炸藥爆轟波作用下的動力學回響。同時，分析了不同粒徑鋁粒子的變形情況，其變形量可以忽略。提出了含鋁炸藥爆轟產物的局部等熵假設。在局部等熵假設的基礎上，建立了含鋁炸藥爆轟產物的非等熵流動模型，並套用特徵線方法分析了含鋁炸藥爆轟產物的流動規律，理論計算了含鋁炸藥驅動的金屬板的速度。設計了鋁粉粒徑為20μm的含鋁炸藥和含LiF炸藥驅動和1mm金屬板實驗，通過雷射速度干涉儀（PDV）測試金屬板運動的速度歷程。通過實驗結果間接計算了鋁粉在爆轟產物中的反應度，結合含鋁炸藥爆轟產物的非等熵流動模型，理論計算了不同炸藥驅動金屬板的速度歷程。實驗結果與非等熵理論計算結果進行對比，驗證了含鋁炸藥爆轟產物非等熵流動模型的正確性並且描述了鋁粉二次反應對炸藥做功能力的貢獻。本文針對不同鋁粉含量的含鋁以及含LiF炸藥進行標準Φ25µm的圓筒實驗，實驗通過PDV測量不同炸炸驅動的圓筒壁膨脹的速度歷程，此實驗用來衡量炸藥的驅動做功性能，並且對爆轟產物狀態方程進行標定，得到了鋁粉的點火延滯時間以及鋁粉在爆轟環境下的反應度曲線。此項目的研究對研究含鋁炸藥在爆轟產物膨脹過程提供了理論依據。
