【摘要】：含能材料在國防和經(jīng)濟建設(shè)中具有重要地位,作為武器系統(tǒng)做功的能源,其性能決定了武器的安全性和毀傷效率。含能化合物是含能材料中的主要組成部分,合成能量高、穩(wěn)定性好、環(huán)境友好、使用壽命長的含能化合物是目前國內(nèi)外高度關(guān)注的研究領(lǐng)域。本文針對含能化合物制備反應(yīng)具有強放熱、產(chǎn)物含有氣體的特點,通過實驗研究了不同通氣速率下,帶盤管攪拌釜內(nèi)盤管外側(cè)對流傳熱系數(shù)的變化；通過數(shù)值模擬方法模擬了盤管不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對攪拌釜內(nèi)流體流動和盤管外對流傳熱系數(shù)的影響,提出了強放熱反應(yīng)釜盤管設(shè)計的一些建議。根據(jù)上述研究結(jié)果,為某含能化合物中試制備設(shè)計了強放熱硝化反應(yīng)釜和強放熱水解反應(yīng)釜,通過中試實驗驗證,兩釜運行良好,設(shè)計合理。論文主要內(nèi)容如下：1.制備含能化合物的某些強放熱反應(yīng)會產(chǎn)生氣體從而使攪拌釜內(nèi)存在氣液兩相,本文對五個不同通氣速率下的攪拌釜進行了盤管傳熱過程實驗,處理數(shù)據(jù)得到盤管外側(cè)的對流傳熱系數(shù),分析結(jié)果并擬合出關(guān)聯(lián)式,為氣液兩相強放熱反應(yīng)釜的設(shè)計提供了理論依據(jù)。2.盤管是強放熱反應(yīng)釜傳熱的核心構(gòu)件,針對盤管螺距和盤管盤曲直徑兩大盤管重要結(jié)構(gòu)參數(shù),利用數(shù)值模擬方法,模擬計算在不同螺距和不同盤曲直徑下,攪拌釜內(nèi)流體流動情況和盤管外側(cè)對流傳熱系數(shù)的變化。分析模擬結(jié)果,選取參數(shù)合理的螺距和盤曲直徑使盤管具有較好的對流傳熱效果,給出盤管設(shè)計建議。3.根據(jù)通氣情況下的盤管外側(cè)對流傳熱系數(shù)擬合式和模擬研究所得盤管設(shè)計建議,設(shè)計了某含能化合物中試生產(chǎn)所需的430 L硝化反應(yīng)釜。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和傳熱計算設(shè)計了變盤曲直徑的盤管；通過數(shù)值模擬優(yōu)化選取了適用于該釜的攪拌槳槳徑和槳型,經(jīng)中試實驗檢驗,所設(shè)計的硝化釜運行良好。4.根據(jù)通氣情況下的盤管外側(cè)對流傳熱系數(shù)擬合式和模擬研究所得盤管設(shè)計建議,設(shè)計了某含能化合物中試生產(chǎn)所需的900 L強放熱水解反應(yīng)釜,該釜已投入實際生產(chǎn)且未出現(xiàn)飛溫失控現(xiàn)象,具有較高安全性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ560

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本文編號：2758406