在深水環(huán)境下由于靜壓力的作用,乳化炸藥內(nèi)用于敏化的空心玻璃微珠會發(fā)生破碎,導(dǎo)致乳化炸藥的孔隙率降低,炸藥密度變大,進(jìn)而使乳化炸藥的爆速和猛度下降,不僅如此,還會使起爆感度和傳爆感度都會降低。本文研究了深水型乳化炸藥的起爆機理,對其起爆過程中空心玻璃微珠孔隙閉合過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并進(jìn)行了相關(guān)實驗,對空心玻璃微珠在爆轟過程中的作用進(jìn)行了表征。首先,本文介紹了玻璃微珠型乳化炸藥起爆與爆轟波的數(shù)學(xué)模型,給出了單位質(zhì)量玻璃微珠型乳化炸藥的爆壓,爆熱以及爆速計算推導(dǎo)公式,并且與已發(fā)表文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,誤差在10%以內(nèi)。其次,本文利用ANSYS/LS-DYNA對乳化炸藥內(nèi)的空心玻璃微珠的孔隙閉合過程進(jìn)行數(shù)值模擬。根據(jù)空心玻璃微珠所占乳化炸藥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式計算模型的相關(guān)參數(shù),對爆轟波的壓力、波速、能量變化等進(jìn)行分析,通過模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),空心玻璃微珠內(nèi)部空氣泡在爆轟波沖擊過后內(nèi)能會顯著增加。隨后,對空心玻璃微珠進(jìn)行了模擬水下壓強的破碎率測定實驗,結(jié)果表明在深水環(huán)境下,空心玻璃微珠會受到一定程度上的結(jié)構(gòu)破壞,實驗測得的破碎率在本文中實驗條件下呈現(xiàn)出一定規(guī)律,空心玻璃微球的破碎率與加壓時間并無直接的關(guān)系,... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

水下鉆孔爆破Fig1.1Underwaterdrillingandblasting

深水型乳化炸藥水下爆轟數(shù)值計算和實驗研究-8-2乳化炸藥的爆轟數(shù)學(xué)模型研究2.1非均質(zhì)炸藥的沖擊起爆機理非均質(zhì)炸藥是指物理以及力學(xué)性質(zhì)不均勻的炸藥，如混合炸藥以及含有氣泡、空穴、雜質(zhì)等物質(zhì)的單質(zhì)炸藥。乳化炸藥屬于非均質(zhì)炸藥，在其眾多起爆機理中,Chaundri.M提出了初始沖擊波絕熱壓縮空氣泡形成熱點的理論[41]，該理論較為成熟完備，目前也被大家所公認(rèn)[42]。在乳化炸藥的爆轟過程中，由于沖擊波的作用，空心玻璃微珠內(nèi)部含有的空氣形成的空氣泡發(fā)生了絕熱壓縮，空氣泡發(fā)生急劇升溫并且形成“熱點”，當(dāng)其溫度達(dá)到乳化基質(zhì)燃點時，乳化基質(zhì)發(fā)生燃燒，如圖2.1所示，乳化炸藥在“熱點”周圍發(fā)生的燃燒過程經(jīng)歷了如下階段：（1）“熱點”周圍的乳化炸藥基質(zhì)在其表面發(fā)生的小面積化學(xué)反應(yīng)；（2）“熱點”四周的乳化基質(zhì)燃燒擴散到最大；（3）“熱點”四周的乳化炸藥基質(zhì)持續(xù)燃燒，乳化基質(zhì)內(nèi)的壓強和溫度繼續(xù)上升，燃燒速度快速上升并轉(zhuǎn)為爆轟，先發(fā)生反應(yīng)的乳化基質(zhì)為后續(xù)的乳化基質(zhì)反應(yīng)提供能量，從而使得乳化炸藥爆轟繼續(xù)下去。圖2.1乳化炸藥內(nèi)部“熱點”周圍乳化基質(zhì)燃燒過程Fig2.1Combustionprocessofemulsionmatrixaround"hotspot"inemulsionexplosive

大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-9-2.2爆轟計算中的經(jīng)典理論2.2.1爆轟波的C-J爆轟理論19世紀(jì)末，Chapman.D.L[43]和Jouguet.E[44]各自提出了爆轟波傳遞的CJ理論，也被稱為柴普桑——柔格理論。在CJ爆轟理論中，沖擊波和化學(xué)反應(yīng)區(qū)被假設(shè)為一維的強間斷面，在一維強間斷面上發(fā)生的反應(yīng)是瞬時的，反應(yīng)的初態(tài)和末態(tài)相互重合，爆轟波波陣面后的爆轟產(chǎn)物處于熱化學(xué)平衡狀態(tài)。據(jù)此，爆轟波可以被認(rèn)為是一個發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的強間隔面，其波速為D，結(jié)構(gòu)如圖所示，圖中P,,,e,T分別表示壓強，密度，質(zhì)點速度，溫度，下標(biāo)的0和1分別表示爆轟波前和爆轟波后的狀態(tài)。5圖2.2CJ爆轟模型Fig2.2CJdetonationmodel在CJ模型中，爆轟波被看作發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的沖擊波，因此波陣面上滿足三大守恒定律[45]；質(zhì)量守恒定律：0011(D)(D)（2.1）動量守恒定律：100010PP(D)()（2.2）能量守恒定律：22000011[()()]22vmeDeDQPp（2.3）

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3441465