含鋁炸藥作為一種典型的非理想炸藥,其爆轟行為呈現(xiàn)明顯的非理想特征。在含鋁炸藥爆炸過程中,鋁粉二次反應(yīng)的放熱、時間尺度長等特點使得爆轟產(chǎn)物的膨脹過程是帶有化學(xué)反應(yīng)的非等熵過程,這就使得其熱力學(xué)研究變得更加困難。而爆轟產(chǎn)物的膨脹規(guī)律對于評估炸藥的做功能力和威力至關(guān)重要,所以本文旨在確定含鋁炸藥爆轟產(chǎn)物膨脹過程的描述方法,并在此基礎(chǔ)上評估其爆轟驅(qū)動做功能力以及爆炸空氣沖擊波的威力。首先通過研究含鋁炸藥中鋁粉的二次反應(yīng)形式,發(fā)現(xiàn)二次反應(yīng)不僅向爆轟產(chǎn)物中釋放熱量,而且會導(dǎo)致爆炸氣體產(chǎn)物的減少。因此,考慮到爆炸氣體產(chǎn)物減少的作用,本文對加入了二次反應(yīng)放熱項的JWL狀態(tài)方程進(jìn)行修正,得到了新的含鋁炸藥爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程。采用新提出的含鋁炸藥爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程,并結(jié)合Miller反應(yīng)速率模型,對含鋁炸藥爆轟驅(qū)動銅板過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究,驗證了含鋁炸藥的二次反應(yīng)能量釋放模型以及新的含鋁炸藥爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程的適用性。利用能量守恒原理,本文提出了含惰性物（氟化鋰）炸藥的爆轟產(chǎn)物JWL狀態(tài)方程參數(shù)的近似確定方法,并通過爆轟驅(qū)動實驗驗證了其準(zhǔn)確性;此外,建立了鋁顆粒在爆轟產(chǎn)物環(huán)境中的一維球?qū)ΨQ擴散燃燒模型,基于鋁粉... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 爆轟階段研究
        1.2.2 含鋁炸藥二次反應(yīng)及爆熱研究
        1.2.3 能量釋放模型及威力評估
    1.3 存在的問題
    1.4 本文研究工作
第2章 含鋁炸藥爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程及能量釋放特征
    2.1 引言
    2.2 爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程改進(jìn)
    2.3 含鋁炸藥能量釋放特征
        2.3.1 計算模型
        2.3.2 模擬方法
        2.3.3 模擬結(jié)果與討論
    2.4 含氟化鋰炸藥爆轟產(chǎn)物JWL狀態(tài)方程及爆轟參數(shù)的近似確定方法
        2.4.1 爆轟產(chǎn)物JWL狀態(tài)方程參數(shù)的近似確定
        2.4.2 爆速及爆壓的近似計算
        2.4.3 驗證計算與討論
    2.5 本章小結(jié)
第3章 含鋁炸藥爆炸空氣沖擊波威力評估實驗
    3.1 引言
    3.2 爆炸空氣沖擊波威力評估實驗
        3.2.1 實驗內(nèi)容
        3.2.2 測試儀器及實驗場地布置
        3.2.3 實驗結(jié)果與分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 含鋁炸藥爆炸空氣沖擊波超壓半經(jīng)驗計算方法
    4.1 引言
    4.2 理論推導(dǎo)
        4.2.1 初始沖擊波參數(shù)
        4.2.2 含鋁炸藥爆炸空氣沖擊波超壓峰值計算公式
    4.3 計算結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鋁粉二次反應(yīng)速率模型
    5.1 引言
    5.2 理論推導(dǎo)
        5.2.1 物理模型
        5.2.2 基本假設(shè)
        5.2.3 控制方程及計算方法
    5.3 鋁粉燃燒場相關(guān)參數(shù)
    5.4 算例與計算結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 含鋁炸藥爆炸空氣沖擊波威力數(shù)值模擬評估
    6.1 引言
    6.2 計算模型
    6.3 威力評估試驗炸藥空氣自由場爆炸數(shù)值模擬
        6.3.1 TNT炸藥空氣自由場爆炸數(shù)值模擬
        6.3.2 含鋁炸藥X-1 自由場爆炸空氣沖擊波威力數(shù)值模擬評估
        6.3.3 含鋁炸藥X-2 自由場爆炸空氣沖擊波威力數(shù)值模擬評估
        6.3.4 含鋁炸藥X-3 自由場爆炸空氣沖擊波威力數(shù)值模擬評估
    6.4 鋁粉二次反應(yīng)對爆炸空氣沖擊波壓力的影響
        6.4.1 二次反應(yīng)對沖擊波壓力的影響
        6.4.2 沖擊波超壓半經(jīng)驗計算方法驗證
        6.4.3 二次反應(yīng)中爆炸氣體產(chǎn)物的減少對沖擊波壓力的影響
    6.5 含鋁炸藥裝藥尺寸對爆炸空氣沖擊波的影響
    6.6 鋁粉含量對含鋁炸藥爆炸空氣沖擊波的影響
    6.7 鋁粉顆粒度對含鋁炸藥爆炸空氣沖擊波的影響
    6.8 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鋁粉粒度對RDX基含鋁炸藥水中爆炸近場特性的影響[J]. 任新聯(lián),王輝,徐司雨,沈飛.  爆破器材. 2015(06)
[2]鎂金屬微粒非快速燃燒反應(yīng)模型及數(shù)值分析[J]. 林長津,王浩,朱晨光,張涪.  含能材料. 2015(06)
[3]RDX基鋁纖維炸藥與鋁粉炸藥水下爆炸性能比較[J]. 萬曉智,馬宏昊,沈兆武,林謀金.  振動與沖擊. 2014(24)
[4]基于圓筒實驗的RDX/Al炸藥反應(yīng)進(jìn)程[J]. 裴紅波,焦清介,覃劍峰.  爆炸與沖擊. 2014(05)
[5]多元混合炸藥爆轟驅(qū)動圓筒膨脹規(guī)律的理論確定方法[J]. 劉益儒,段卓平,歐卓成,黃風(fēng)雷.  高壓物理學(xué)報. 2014(04)
[6]環(huán)境氧含量對含鋁炸藥爆熱的影響[J]. 李媛媛,王曉峰,牛余雷,南海,肖奇.  火炸藥學(xué)報. 2014(02)
[7]空中爆炸問題的高精度數(shù)值模擬研究[J]. 趙海濤,王成.  兵工學(xué)報. 2013(12)
[8]HMX基含鋁炸藥鋁粉反應(yīng)率的估算[J]. 馮博,王曉峰,馮曉軍,李媛媛,田軒.  爆破器材. 2013(04)
[9]氧化性氣氛中鎂顆粒燃燒特性研究進(jìn)展[J]. 黃序,夏智勛,黃利亞,胡建新.  含能材料. 2013(03)
[10]高含鋁炸藥爆炸過程中的能量分析[J]. 李靜,王伯良,趙新穎,滕婉婷.  爆破器材. 2013(02)

博士論文
[1]核/殼結(jié)構(gòu)納米鋁粉的制備及其活性變化規(guī)律的研究[D]. 郭連貴.華中科技大學(xué) 2008

碩士論文
[1]爆炸問題的高精度并行數(shù)值模擬研究[D]. 王萬軍.北京理工大學(xué) 2015
[2]環(huán)境因素對納米鋁粉活性影響規(guī)律的研究[D]. 李穎.華中科技大學(xué) 2005



本文編號：3175271