多孔質材料中氣相爆轟試驗及數值模擬研究
本文選題:氣相爆轟 + 多孔材料 ; 參考:《南京理工大學》2017年碩士論文
【摘要】:多孔材料網狀泡沫具有高孔隙率,高機械強度等優(yōu)點,在軍事上和工業(yè)上得到廣泛應用。目前制作多孔網狀泡沫的方法有傳統(tǒng)的堿液浸泡法、蒸汽水解法和熱空氣法等,與傳統(tǒng)工藝相比,采用可燃氣體爆炸法制作網狀泡沫具有工藝簡單、環(huán)保衛(wèi)生等優(yōu)勢。本文以氫氧混合氣體爆炸法制作網狀泡沫的生產工藝為研究背景,對多孔材料中氣相爆轟進行試驗和數值模擬研究。(1)將氣相爆轟制作多孔材料網狀泡沫的爆炸過程簡化為密閉空間內的可燃氣體爆炸過程。并將可燃氣體看作理想氣體,由于爆炸燃燒反應極快,可視爆炸過程為絕熱恒容過程。對密閉空間內可燃氣體爆炸過程進行熱力學分析,采用反應焓法和熱力學能法計算爆炸中的最大溫度和壓力。(2)根據多孔材料網狀泡沫生產工藝設計試驗方案共進行了三組6次試驗,利用壓力傳感器測得爆炸過程中密閉空間壁面內側的壓力-時間曲線。通過試驗結果的對比分析研究多孔材料孔徑大小、空間占比以及可燃氣體混合比例對爆炸壓力的影響。根據空間內最大壓力及其分布和變化規(guī)律對可燃氣體的爆轟形態(tài)及氣相爆轟制作網狀泡沫的機理進行研究分析。(3)建立多孔材料中可燃氣體爆炸的三維模型,利用Fluent軟件進行數值模擬,結合以往的數值模擬經驗,利用多孔介質模型來表征多孔泡沫特性。分析了密閉空間內有無多孔材料對爆轟波的影響,發(fā)現多孔材料具有抑制爆轟波的作用,并對不同孔徑多孔材料中爆轟波進行了數值模擬。結合理論計算結果,將試驗測量數據與數值模擬結果進行對比分析。通過理論計算、試驗以及數值模擬,以氫氧混合氣體爆轟制作網狀泡沫的生產工藝為背景,對多孔質材料中氣相爆轟波進行研究。研究結果對爆炸法制作網狀泡沫生產工藝具有一定的指導意義,同時對爆轟波在不同多孔材料中的研究具有一定的工程應用價值。
[Abstract]:The porous material reticulated foam has the advantages of high porosity , high mechanical strength , etc . It has been widely used in military and industrial processes .
【學位授予單位】:南京理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TB383.4
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