国家自然科学基金(11372044)
- 作品数：13 被引量：76H指数：7
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- 相关机构：北京理工大学第二炮兵装备研究院新疆工程学院更多>>
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- 相关领域：理学环境科学与工程化学工程兵器科学与技术更多>>
- 喷粉压力及点火延迟时间对粉尘爆炸参数的影响被引量：17
- 2014年
- 为进一步研究影响粉尘爆炸特性参数的因素,在5L柱形密闭爆炸容器中,以食用玉米淀粉为试样,利用高压放电火花点火,并通过压力采集系统记录容器内压力的变化,研究了不同吹粉压力下,点火延迟时间对粉尘爆炸压力参数的影响,并对实验现象进行了理论分析。实验结果表明:点火延迟时间对粉尘爆炸压力和压力上升速率影响显著;吹粉压力存在一个临界值,当吹粉压力大于临界值时,存在一个最佳点火延迟时间,使得爆炸压力峰值和压力上升速率峰值最大,且随着吹粉压力的增大,粉尘爆炸的最佳点火延迟时间缩短;当吹粉压力小于临界值时,点火延迟时间越长,粉尘爆炸压力越小。
- 张博张奇谭汝媚
- 关键词：粉尘爆炸玉米淀粉
- 正癸烷云雾气液两相浓度对其燃爆参数的影响被引量：1
- 2015年
- 为研究正癸烷云雾在相同粒径条件下气液两相浓度对燃爆参数的影响,用测量液雾粒径与浓度的光学测量系统和20 L二次脉冲气动喷雾多相爆炸测试系统,测量了基于相同索特平均直径D32,不同气液两相浓度的正癸烷云雾,实验研究了其燃爆参数。结果表明,在D32为38.11μm,点火能为40.32 J的条件下,正癸烷气液两相云雾燃爆下限总浓度为199.29 g·m-3,对应的液相质量浓度为151.34 g·m-3,气相体积浓度为0.77%(V/V)。在可燃浓度范围内,最大爆温峰值与最大爆压峰值分别为812℃和0.97 MPa。在D32为38.11μm的条件下,正癸烷云雾液相浓度对燃爆下限影响较小,而影响正癸烷云雾燃爆下限的主导因素是气相浓度。
- 王悦白春华李斌刘雪岭张奇
- 关键词：粒径分布正癸烷
- 爆炸驱动燃料抛散的非理想化特征被引量：8
- 2015年
- 利用LS-DYNA对燃料空气炸药(FAE)装置中心装药不耦合系数(De)的最佳值、中心装药偏移和壳体单侧弱化所引起的燃料抛散的非对称性特征进行了研究。计算结果表明:中心装药的不耦合系数并非越大越好,在本研究中,De=2时最佳;中心装药负偏移2 mm时,燃料在正方向抛散速度增大6 m·s-1,在负方向的抛散速度减小13 m·s-1,负偏移量增大,负方向抛散速度减小和正方向抛散速度增大的趋势更加明显,说明中心装药的偏移对FAE燃料的抛散有同向抑制,反向促进作用;FAE装置壳体出现单侧弱化时,装置两侧燃料的抛散速度都降低,同等条件下,采用聚氯乙烯壳体的FAE装置两侧燃料抛散速度减小程度小于采用钢制壳体的FAE装置,这说明速度的减小在使用弱约束时表现轻微,使用强约束时表现显著。
- 史远通张奇
- 关键词：不耦合系数弱化
- 密闭空间瞬态液雾粒径及浓度测量实验研究被引量：3
- 2015年
- 为了深入研究气-液两相云雾粒径及浓度对燃爆参数的影响,利用光全散射法原理建立一套气-液两相云雾粒径及浓度测量系统,以水为液体介质,进行了20 L球型密闭多相爆炸罐二次脉冲气动喷雾云雾粒径分布与浓度测量实验研究。通过不同气动压力与液体喷雾剂量的配比实验,获得了两组相同量级索特平均直径D32(31.24μm和46.09μm)、粒径尺寸分布及不同浓度的数据结果。实验结果表明:两组D32条件下不同设计喷雾剂量浓度与实际测量浓度均呈现线性关系;通过湍流碎裂理论推导得出可燃液体同等工况下的D32,为瞬态气-液两相燃爆性能的研究提供了一种新型实验方法。
- 王悦白春华李斌刘雪岭
- 关键词：粒径分布
- 中心装药对燃料抛散的影响及其空腔效应被引量：6
- 2014年
- 中心装药对燃料空气炸药(FAE)装置有重要的影响。利用高速相机测定得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为408.5 m·s-1,利用LS-DYNA软件计算得到采用耦合装药的FAE装置的抛散速度的最大值为412.5 m·s-1,误差不足1%,计算方法精确可靠。采用相同的方法对采用不同中心装药方式的FAE装置的燃料抛散速度、中心装药爆炸空腔、空腔内温度进行了计算。结果表明,采用不耦合装药的FAE装置不同位置的抛散速度相差小,约100 m·s-1,速度分布均匀,燃料利用率高;爆炸空腔半径在端部处缩小1/3左右,呈现出中间大,两端小的分布,使二次起爆药包的安装位置有更多选择。同时,与采用耦合中心装药的FAE装置相比,不耦合中心装药的FAE装置爆炸空腔内的温度衰减较快,安全性更好。
- 史远通张奇
- 关键词：安全工程
- 固体与液体混合燃料抛撒过程数值模拟被引量：9
- 2014年
- 固体与液体混合燃料通过爆炸驱动形成燃料空气炸药云团,其爆轰威力在很大程度上取决于云团的状态,云团分布是云爆装置设计的基础。通过数值模拟,研究了固体与液体混合燃料抛撒过程,在Fluent软件的基础上探索了固体与液体混合燃料抛散的数值模拟方法。计算得到的燃料抛撒随时间和空间的扩散过程,其中径向速度、云团范围和湍流过程与实验结果相吻合。研究结果表明,文中建立的数值模型和计算方法能够较好地模拟固体与液体混合燃料的云雾抛散过程,为云爆装置优化设计提供了基础数据。
- 陈嘉琛张奇马秋菊黄莹刘雪岭沈世磊李栋
- 关键词：燃料空气炸药数值模拟径向速度
- 湍流对铝粉爆炸特性的影响被引量：12
- 2016年
- 基于流体力学计算理论,对20 L球形密闭容器内铝粉扩散和爆炸过程进行了数值模拟。通过改变点火延迟时间和粉尘浓度,研究了湍流对不同浓度铝粉爆炸特性的影响。研究结果表明:点火延迟时间对铝粉爆炸的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率影响较大,且存在最佳点火延迟时间,此时最大爆炸压力取最大;随着容器内铝粉浓度的增大,最佳点火时间先增大后保持不变,故单一的点火延迟时间并不能真正地反映不同浓度粉尘的爆炸威力;湍流强度和粉尘云分布对最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率都存在影响,粉尘云分布的均匀程度对最大爆炸压力的影响要强于湍流强度;湍流强度对最大爆炸压力上升速率的影响要强于粉尘云的分布。
- 沈世磊张奇马秋菊李栋闫华
- 关键词：铝粉湍流强度
- 粒径对庚烷液雾爆炸场影响的数值模拟被引量：1
- 2018年
- 为了研究液雾索特直径(D_(32))对爆炸参数的影响,以庚烷为对象,控制液雾总浓度不变(80 g·m^(-3)),改变液雾粒径,数值模拟了爆炸容器内庚烷(C_7H_(16))液雾粒径对爆炸参数的影响。结果表明:庚烷液雾场索特直径D_(32)为0~18.1μm时,最大爆炸压力p_(max)随D_(32)增加逐渐减小,最大值为1.01 MPa,最小值为0.9015 MPa。最大爆炸压力上升速率随D_(32)增大整体呈下降趋势,在0处达到最大值0.37571 MPa·ms^(-1),在18.1μm处达到最小值0.18439 MPa·ms^(-1),但在6.81~12μm发生反向突变,在10.1μm处达到极大值0.34217 MPa·ms^(-1),随后恢复下降趋势。液雾的径向火焰传播速度在径向距离15 cm附近突然增加,在16 cm之后剧烈下降。最大火焰速度随液雾场D_(32)不同而变化,D_(32)=10.1,12.9,18.1,6.81,0μm条件下液雾场的最大火焰速度依次降低,最大值为5.714 m·s^(-1),其后依次为1.737,1.36,1.34,1.27 m·s^(-1)。
- 王景鑫张奇陈腾飞
- 关键词：数值模拟
- 乙醚云雾场燃爆参数实验研究被引量：8
- 2016年
- 基于自行研发的20 L二次脉冲气动喷雾多相爆炸测试系统和全散射粒径测量系统,对乙醚液体燃料瞬态雾化云雾场的燃爆参数进行实验研究。通过调节气动压力、设计喷雾剂量,得到了粒径相同、质量浓度不同的乙醚云雾燃爆超压、温度及点火延迟时间等燃爆参数。结果表明,在索特平均直径为22.90μm的条件下:乙醚云雾与空气混合物的燃爆下限为80.26 g/m^3,燃爆上限为417.34 g/m^3;最大超压峰值为0.78 MPa,其出现在云雾质量浓度为278.23 g/m^3时;最大爆温峰值为1 260℃,其出现在云雾质量浓度为228.29 g/m^3时;点火延迟时间在燃爆极限范围内呈U型分布。
- 王悦白春华
- 关键词：索特平均直径
- 环氧丙烷蒸气-铝粉-空气杂混合物的爆炸特性研究被引量：1
- 2014年
- 为了评估环氧丙烷蒸气-铝粉-空气杂混合物的爆炸危险性,在5L圆柱形爆炸装置中分别对铝粉、环氧丙烷蒸气及铝粉与环氧丙烷蒸气共存条件下的杂混合物进行了爆炸浓度下限的实验研究。结果表明:环氧丙烷蒸气可使杂混合物的爆炸下限浓度降低;杂混合物的最大爆炸压力上升速率由于环氧丙烷蒸气的存在而增强;当铝粉浓度较低时,环氧丙烷蒸气的加入使最大爆炸压力明显增加,之后随着铝粉浓度的增加,最大爆炸压力反而减小。
- 谭汝媚张奇
- 关键词：粉尘爆炸
