煙火藥的燃燒屬于多組分非均相離散顆粒群的耦合燃燒,且點(diǎn)火燃燒過(guò)程是許多吸熱、放熱化學(xué)過(guò)程及傳熱傳質(zhì)物理過(guò)程的綜合,燃燒特性又最終影響它的輸出特性,而煙火藥燃燒理論研究的不足將是制約煙火技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。本文圍繞金屬-碳氟化物煙火藥復(fù)雜燃燒理論研究問(wèn)題,以Mg/PTFE基煙火藥為對(duì)象,采用實(shí)驗(yàn)研究、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)Mg/PTFE基煙火藥的點(diǎn)火機(jī)理和燃燒輻射特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,揭示了煙火藥固相反應(yīng)機(jī)理及點(diǎn)火規(guī)律變化,并基于燃燒數(shù)值仿真,驗(yàn)證了輻射機(jī)理特性。本文研究成果可為Mg/PTFE基煙火藥安全性和可靠性分析提供一定實(shí)驗(yàn)和理論依據(jù),且對(duì)金屬-碳氟化物煙火藥的研發(fā)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。論文主要研究工作及結(jié)果如下:(1)采用熱分析方法設(shè)計(jì)并開展了 Mg/PTFE基煙火藥的熱分解實(shí)驗(yàn)研究,揭示了不同環(huán)境氣氛中的固相反應(yīng)機(jī)理及影響規(guī)律,驗(yàn)證了中間反應(yīng)理論的結(jié)果,通過(guò)計(jì)算反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù),獲得了煙火藥在空氣環(huán)境中的固相反應(yīng)活化能為194kJ/mol,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果及參數(shù)運(yùn)用于后續(xù)章節(jié)的數(shù)值計(jì)算;(2)利用CO2激光器對(duì)Mg/PTFE煙火藥的點(diǎn)火過(guò)程進(jìn)行了測(cè)試,觀察了點(diǎn)火瞬態(tài)過(guò)程,并用紅...

【文章頁(yè)數(shù)】：165 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號(hào)表
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Mg/PTFE基煙火藥點(diǎn)火研究現(xiàn)狀
        1.2.2 Mg/PTFE基煙火藥燃燒理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 Mg/PTFE基煙火藥輻射特性研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究工作
2 Mg/PTFE基煙火藥熱分解特性研究
    2.1 引言
    2.2 樣品制備
    2.3 同步熱分析實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.4 DSC實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法
        2.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
3 Mg/PTFE煙火藥激光點(diǎn)火特性研究
    3.1 引言
    3.2 激光點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 激光點(diǎn)火方案設(shè)計(jì)
        3.2.2 激光點(diǎn)火裝置與設(shè)備
        3.2.3 激光點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
    3.3 激光點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.3.1 激光點(diǎn)火過(guò)程描述
        3.3.2 激光點(diǎn)火過(guò)程溫度特性
        3.3.3 激光點(diǎn)火延遲及影響因素
    3.4 本章小結(jié)
4 Mg/PTFE煙火藥激光點(diǎn)火過(guò)程數(shù)值仿真研究
    4.1 引言
    4.2 激光點(diǎn)火理論
        4.2.1 材料對(duì)激光的反射與吸收
        4.2.2 激光對(duì)材料的作用
    4.3 Mg/PTFE煙火藥激光固相點(diǎn)火模型
        4.3.1 含能材料的激光熱點(diǎn)火機(jī)理
        4.3.2 激光點(diǎn)火過(guò)程的一維固相模型
        4.3.3 激光點(diǎn)火過(guò)程的二維固相模型
    4.4 Mg/PTFE煙火藥激光點(diǎn)火參數(shù)分析
        4.4.1 熱特性參數(shù)
        4.4.2 光學(xué)特性參數(shù)
        4.4.3 反應(yīng)特征參數(shù)
    4.5 固相點(diǎn)火模型計(jì)算結(jié)果與分析
        4.5.1 點(diǎn)火延遲及其影響分析
        4.5.2 溫度特性
    4.6 本章小結(jié)
5 Mg/PTFE基煙火藥燃燒過(guò)程光譜特性研究
    5.1 引言
    5.2 輻射理論模型
        5.2.1 光-電磁輻射
        5.2.2 輻射基本原理
        5.2.3 煙火藥輻射機(jī)理
        5.2.4 光譜測(cè)試原理
    5.3 紅外輻射測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        5.4.1 燃燒火焰溫度
        5.4.2 紅外輻射強(qiáng)度
    5.5 本章小結(jié)
6 Mg/PTFE煙火藥燃燒與輻射數(shù)值仿真研究
    6.1 引言
    6.2 Mg/PTFE煙火藥氣相燃燒過(guò)程理論模型
        6.2.1 煙火藥燃燒過(guò)程物理描述
        6.2.2 基本假設(shè)
        6.2.3 數(shù)學(xué)模型
        6.2.4 網(wǎng)格劃分及初邊界條件
        6.2.5 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
    6.3 氣相燃燒數(shù)值仿真結(jié)果分析
        6.3.1 無(wú)氧反應(yīng)
        6.3.2 有氧反應(yīng)
    6.4 Mg/PTFE煙火藥輻射仿真計(jì)算
        6.4.1 Mg/PTFE煙火藥輻射機(jī)理描述
        6.4.2 輻射仿真計(jì)算分析
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 論文主要工作總結(jié)
    7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：4048416