气相爆轰国内外研究现状
时间:2018-04-18 21:50 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 气相爆轰作为爆轰学的基础，关于它的点火能量，爆轰波的形成和传播以及胞格结构尺寸等早有大量的专家和学者进行研究，并总结了许多规律和结论。而气-固两相粉尘燃爆研究在气相爆轰的基础上也广泛开展。但关于可燃气体与炸药粉尘黑索金体系的爆轰研究则比较少。21396 气相爆轰研究综述 气相爆轰的研究主要在理论，实验和数值模拟三个方面展开。这里主要综述理论和实验两方面。 在理论方面，气相爆轰学中有两大经典模型，分别是Chapman[8]和Jouguet[9]提出的C-J模型和Zeldovich[10]、Von Neumann[11]和Doring[12]提出的ZND模型。C-J模型将爆轰过程中的化学反应忽略，把爆轰波看成是未反应物质与反应产物之间的一个强间断面，该模型不仅能解释爆轰波传播的物理现象，还能计算爆轰波的理论速度。但爆轰过程虽然很快，但还是有化学反应过程的，ZND模型比C-J模型更近一步，认为爆轰波是由前导冲击波和紧跟其后的化学反应区组合成的，即用化学反应区代替了C-J模型的强间断面。虽然两种模型都是在一文定常流动的前提下提出的，实际上未能反映出爆轰波内部的真实结构，但在计算爆轰波参数方面却很准确，因此现在仍被广泛使用。许多实验研究表明，爆轰波不是光滑的平面结构，而是存在复杂的三文结构，由入射波，横波和马赫杆共同作用，形成了爆轰波的胞格结构。目前，这种理论是爆轰学研究的重点。论文网 在实验方面，张博[13]在一个直径203.2mm，壁厚50.8mm的高压球形容器中，采用电火花直接点火的起爆方式进行气相爆轰实验。通过实验和理论发现：只有电火花初始1/4周期放电的能量为气相体系直接起爆的有效能量。该研究成果具有重大意义，结束了长期以来无法准确测量临界起爆能量的局面。奠定了准确测定临界起爆能量的科学依据。 Lee J H S[14]等人在直径分别为3mm、9mm、13mm、44mm和65mm的爆轰管内研究了临界直径对气相体系爆轰参数的影响。结果表明，当管道直径小于爆轰临界直径时，爆轰速度在达到C-J理论爆速前就迅速衰减。当管道直径大于爆轰临界直径时，爆轰速度只是略小于C-J理论爆速。 王高峰，马承飙[15]等人在激波管平台上, 利用 PLIF 测量平台、光电倍增管和压电传感器等实验手段研究了激波诱导甲烷点火化学反应区的可视化实验研究，采用了化学发光成像和平面激光诱导荧光的方法得到了在不同条件下的反应区特征。实验结果表明，在弱点燃的条件下，由于诱导区着火延迟期相对于沿激波传播的时间较长，导致非线性化学反应过程的时间更长,化学反应出现不均匀性；这种不均匀性会随着激波增强而减小，当激波强度增加到一定程度时，化学反应不均匀性消失，化学反应区变为规则的爆轰波结构。 胡栋[16]等人利用长6.6m、内径0.1m的激波管研究了H2-O2混合物体系爆炸极限及爆燃转爆轰特性。实验结果表明：H2-O2混合体系爆炸极限在25%-84.00% H2之间。并测定了H2-O2混合体系爆燃转爆轰过程，得到了压力、爆速与混合物初始压力之间的关系：混合物初始压力越大，体系超压和爆速越大。当爆燃压力和速度快速增加，且爆燃速度大于声速时，爆燃波能转变为爆轰波；当爆燃压力和速度衰减时，爆燃波将逐渐变小并消失。 Kumer S R[17]等测定了CH4 、C2H6、C2H2 和C3H8等气体与空气气相体系的爆轰波胞格尺寸, 通过比较胞格尺寸来确定爆轰敏感度。研究表明胞格尺寸越小，体系的爆轰敏感度越大，所用的临界起爆能越低。 气固两相粉尘燃爆研究综述 粉尘燃爆研究主要集中在有机粉尘，金属粉尘，煤粉和含能粉尘材料等。 (责任编辑：qin) |