基于簡化的反應釋能評價方法,構建了準密閉容器實驗系統(tǒng),以超壓傳感器測試的容器內超壓評價反應氣體焓變,以紅外熱像儀和瞬態(tài)響應熱電偶采集的溫升評價容器材料吸收的內能,開展了2種不同Al粉粒徑活性彈丸的沖擊反應釋能研究。結果表明:在500 m/s速度加載下,2μm和100μm Al粉粒徑活性彈丸的單位質量沖擊釋能分別為2.9 k J/g和1.3 k J/g;測試系統(tǒng)總能量中容器材料吸收的內能最多,均占80%以上;計算得到Al粉顆粒的反應厚度為8.8μm,即在實驗條件下活性彈丸中的Al組分在其粒徑小于17.6μm時能完全反應,原料Al顆粒粒徑選擇亦需要在17.6μm以下。 

【文章來源】：兵器裝備工程學報. 2020,41(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

加載和測試系統(tǒng)示意圖

由式(2)易知求解氣體焓變需要氣體超壓、氣體體積和絕熱指數(shù)3個參數(shù)。圖2為2種活性彈丸沖擊爆燃過程的超壓曲線。針對氣體的擴散過程，具體考量以容器容積作為氣體體積時的對應超壓。將圖2分為2個階段進行描述:階段I時彈丸動能轉化為反應活化能，引起PTFE裂解，產生大量氣相基團，在稀疏波作用下基團被釋放至容器內與飛散的Al顆粒接觸反應。顯然基團釋放促進超壓增加，接觸反應和氣體擴散促進超壓下降，并且在實驗No.1中爆燃階段Ⅰ內明顯的超壓波動說明爆燃過程是分立進行的，始終有1個為主導地位，即Al/PTFE活性彈丸的爆燃是非勻速、反復進行的。由于PTFE裂解的速率變化范圍有限，大量的接觸反應消耗大量的解裂氣會導致超壓驟降，接觸反應速率亦驟降，則出現(xiàn)了超壓的突躍變化。大顆粒Al的比表面積低，組分接觸有效面積小，實驗No.2的爆燃總體速率相對較低，超壓波動亦不明顯。彈丸爆燃能力殆盡時反應停止，超壓將因氣體在容器內的軸向自由擴散迅速下降，當氣體擴散至預留彈孔形成阻塞流，超壓下降速率將立即減緩，如階段Ⅱ所示。實驗No.1在21 ms處的曲線下降分界點為阻塞流的形成點，所以該點代表了容器以容積作為氣體體積時能夠存留的最大氣體焓，本文將以該點的超壓作為容器的準靜態(tài)超壓�；趩我蛔兞康目刂�，實驗No.2以相同時間的超壓作為容器的準靜態(tài)超壓。

實驗No.2的爆燃總體速率相對較低，弛豫時間約為No.1的4倍，但兩組曲線均在各自特征時間段(圖3標識處)內達到了一定的熱穩(wěn)態(tài)，即容器內能由內壁向外壁傳遞的效果與各自內能傳導至環(huán)境的熱損失達到平衡狀態(tài)。且各溫度相對不變，則熱損失效率不變，亦有與之平衡的熱傳遞速率不變，所以這一特征時間段內容器壁的溫度將相對接近線性梯度，對應特征溫度為式(2)的代入?yún)?shù)值。3.3 沖擊總釋能

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3403301