發(fā)布時間：2020-04-10 12:05

【摘要】：炸藥在被引爆發(fā)展到穩(wěn)態(tài)爆轟后,其前導(dǎo)波陣面后會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),從反應(yīng)開始到完成要?dú)v經(jīng)一定的時間和空間,被稱為反應(yīng)區(qū)。炸藥反應(yīng)區(qū)的數(shù)據(jù)對爆轟過程的精密建模以及相關(guān)裝備設(shè)計具有重要價值,由于反應(yīng)區(qū)內(nèi)部涉及化學(xué)放熱和流場相互作用的復(fù)雜過程,需要用高精度的測試手段對其粒子速度、壓力等信息進(jìn)行測量,本文從激光干涉測試實驗和數(shù)值模擬兩方面入手,分別對典型的HMX基高聚物炸藥和鈍感炸藥反應(yīng)區(qū)開展了研究。首先,用光學(xué)多普勒測速測速儀(PDV)對HMX基炸藥JOB-9003的爆轟反應(yīng)區(qū)進(jìn)行了界面粒子速度測量,得到的JOB-9003炸藥界面粒子速度時程曲線上存在較為明顯的拐點(diǎn),通過疊加粒子速度曲線,尋找曲線的分岔點(diǎn)來確定CJ點(diǎn),JOB-9003的化學(xué)反應(yīng)時間為(25±2)ns,對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)區(qū)寬度為(0.169±0.014)mm,根據(jù)阻抗匹配公式計算炸藥的CJ壓力,計算得到JOB-9003的CJ爆壓為(35.4±1.3)GPa,馮諾依曼(Von Neumann)峰處的壓力為(47.3±1.1)GPa。接著用PDV對TATB基鈍感炸藥JB-9014的爆轟反應(yīng)區(qū)進(jìn)行了界面粒子速度測量,和HMX基炸藥不同的是,由于鈍感炸藥的化學(xué)反應(yīng)緩慢,其反應(yīng)區(qū)和Taylor波稀疏區(qū)之間過渡平緩,得到的界面粒子速度無明顯的拐點(diǎn)可被判定為CJ點(diǎn)。通過疊加不同厚度炸藥的界面粒子速度,可得到分岔點(diǎn)以確定CJ點(diǎn)。并由此確定了 JB-9014炸藥的反應(yīng)區(qū)寬度、反應(yīng)時間。得到JB-9014的化學(xué)反應(yīng)時間為(0.266±0.02)μs,對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)區(qū)寬度為(1.54±0.2)mm,JB-9014 的 CJ 爆壓為(27.9±0.8)GPa。對JOB-9003和JB-9014進(jìn)行了一維定常反應(yīng)區(qū)求解,得到的反應(yīng)區(qū)寬度和激光干涉實驗測得結(jié)果符合良好。對兩種炸藥還進(jìn)行了一維不定常定態(tài)反應(yīng)區(qū)模擬,得到的界面粒子速度曲線和以往實驗同樣相符,模擬結(jié)果中非鈍感炸藥有較明顯的拐點(diǎn),鈍感炸藥則無明顯的拐點(diǎn)可判定為CJ點(diǎn)。另外還對鈍感炸藥JB-9014的凍結(jié)聲速點(diǎn)進(jìn)行了求解,得到的凍結(jié)聲速點(diǎn)位于反應(yīng)結(jié)束之前,即CJ點(diǎn)后還有部分能量釋放。
【圖文】：

的反應(yīng)過程時間一般大約在微秒量級，非常迅速，對于ＨＭＸ為基一反應(yīng)過程完成時間通常小于０．１押，對應(yīng)反應(yīng)區(qū)寬度在０．５邋ｍｍ的高聚物粘結(jié)炸藥（鈍感炸藥），通常反應(yīng)時間在１叫內(nèi)，對應(yīng)左右。同時，炸藥由生產(chǎn)方式和條件不同帶來的密度區(qū)別，顆粒度區(qū)的寬度，例如，對于同種炸藥，鑄裝炸藥的反應(yīng)區(qū)寬度可比壓３］，顆粒度半徑越小的炸藥的反應(yīng)區(qū)寬度更小，反應(yīng)速率更快等等為典型不同密度ＨＭＸ基塑性粘結(jié)炸藥ＪＯ－９１５９的反應(yīng)區(qū)實驗測４．２邐１．Ｐ＝邋１．８４８邋ｇ－ｃｍ－３逡逑Ｔ邋４0邋．邐Ｚｐ？邋１．７３１邋ｆｌ－ｃｍ－３逡逑｜邐＼邐３．０＝邋１．６５８邋ｆｌ－ｃｍ－３逡逑Ｉ邋１８邋Ｖ邋一＾—邐二一＾邋邐？１逡逑

＼邐ｆｒｏｎｔ邐８逡逑＿邐｜逡逑！邋Ｒｅａｃｔｉｏｎ逡逑ｓ邐ｚｏｎｅ逡逑ｌ逡逑Ｄｉｓｔａｎｃｅ逡逑圖１．１爆轟反應(yīng)區(qū)ＺＮＤ模型結(jié)構(gòu)示意圖逡逑應(yīng)過程時間一般大約在微秒量級，非常迅速，對于ＨＭＸ為基的反應(yīng)過程完成時間通常小于０．１押，對應(yīng)反應(yīng)區(qū)寬度在０．５邋ｍｍ高聚物粘結(jié)炸藥（鈍感炸藥），通常反應(yīng)時間在１叫內(nèi)，對應(yīng)反。同時，炸藥由生產(chǎn)方式和條件不同帶來的密度區(qū)別，顆粒度大的寬度，例如，，對于同種炸藥，鑄裝炸藥的反應(yīng)區(qū)寬度可比壓裝顆粒度半徑越小的炸藥的反應(yīng)區(qū)寬度更小，反應(yīng)速率更快等等［４］。逡逑典型不同密度ＨＭＸ基塑性粘結(jié)炸藥ＪＯ－９１５９的反應(yīng)區(qū)實驗測試
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ560.1

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本文編號：2622204