[發明專利]一種慢速烤燃試驗方法

在審

• 申請號: 201710399296.2
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107102025A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 徐森;李文海;劉大斌;錢華
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12;G01N25/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅

技術領域

本發明屬于含能材料熱安全性研究領域，具體涉及一種評估大尺寸含能材料安全性的慢速烤燃方法。

背景技術

在含能材料的制備、貯存、運輸及使用過程中，往往會遇到意外熱刺激，如火災事故、運輸過程中的摩擦產生熱等。這些熱刺激對含能材料的作用，極有可能引發燃燒、爆炸等重大災難事故，造成重大損失。因而，含能材料熱安全性研究是武器彈藥安全問題研究中一項重要內容。作為研究含能材料熱安全性的方法，烤燃試驗一直受到各軍事強國的重視。英、美、俄等國都建有響應的烤燃試驗方法，來考察含能材料部件的烤燃行為。

慢速烤燃試驗是烤燃試驗其中的一種方法，其主要模擬武器彈藥在貯存、運輸和使用過程中遇到外界熱刺激，研究不同升溫速率條件下含能材料的溫度變化、相應等級，對武器彈藥的設計、使用和儲存提供建議和指導。為了準確評估含能材料在緩慢熱刺激下的反應特性，近年來，國內含能材料行業提出：慢烤試驗升溫速率需滿足3.3℃/h；溫度場的溫度分布要均勻，最大溫度偏差小于5％；為了提高安全性，試驗系統必須滿足遠程隔離操作的安全要求。

近年來，國內慢速烤燃試驗普遍采用的方法是：炸藥件為60×120mm或是兩個60×60mm的炸藥柱，烤燃彈殼體的內徑為60mm×128mm。實驗的升溫速率控制在約3℃/min。從環境溫度開始升溫，直至裝置被破壞或溫度上升到400℃為止。記錄藥柱不同位置的溫度隨時間變化的數據和試驗件的烤爆時間。根據試驗彈體的破壞情況和殘留炸藥等試驗現象確定炸藥反應的程度。但其試驗彈彈體中裝有電加熱器，試驗裝置結構較為復雜，且升溫均勻性不好，升溫速率較快，試驗過程中無密閉的箱體作為掩體，試驗過程較為危險。故現有的慢速烤燃試驗方法操作復雜，有較多的安全隱患，且試驗方法并不具體，需要進一步研究與完善。

發明內容

本發明的目的是建立一種操作簡單、安全性高且能準確評估含能材料慢速烤燃熱安全性的試驗方法。

本發明所采用的技術方案是：

步驟1：程序控溫儀與慢烤加熱箱通過兩根熱電偶相連接；

步驟2：試驗彈放置在慢烤加熱箱中心處，取四根K型熱電偶探測試驗彈不同點的溫度變化；

步驟3：試驗結束后，通過遠程操控將慢烤加熱箱箱體內溫度快速降低。

進一步的，步驟1中，程序控溫儀與慢烤加熱箱通過兩根熱電偶相連接具體步驟為：

步驟1.1：將兩個設備置于兩個試驗場所，實現遠程分離；

步驟1.2：通過兩根熱電偶將慢烤加熱箱箱內溫度信號反饋到程序控溫儀中，程序控溫儀結合反饋的溫度數據與實時設定的溫度值，調節相應的加熱輸出功率，使慢烤加熱箱按照設定的升溫程序工作。

進一步的，步驟2中，放置試驗彈的的具體步驟如下：

步驟2.1：在慢烤加熱箱底部中心處放置鋼圈，將試驗彈放置在鋼圈上，使試驗彈處于慢烤試驗箱的中心位置處；

步驟2.2：將四根K型熱電偶分別固定于試驗彈的四個不同的待測溫度點處：其中兩處分別測試試驗彈兩個外壁中心處的溫度變化，該兩個外壁中心處連線經過試驗彈中心，其他的一處測試試驗彈藥柱中心溫度變化，一處測試試驗彈內壁中心溫度變化。

進一步的，步驟3中，快速降低箱體溫度的具體步驟如下：

步驟3.1：待試驗彈安裝完畢后，將三個小鋼掛鉤分別固定在加熱箱箱門的手柄處、門栓處及箱體的卡扣處；

步驟3.2：將三個小鋼掛鉤通過鋼絲繩與安全冷卻系統相連接，調整箱體擺放位置，使箱門最易開啟；

步驟3.3：待試驗結束后，快速啟動安全冷卻系統，鋼絲繩按照不同的拉伸順序遠程開啟慢烤加熱箱箱門，隨后冷熱空氣循環，將箱體內溫度迅速降到室溫。

進一步的，探測試驗彈不同點的溫度變化具體為：探測試驗彈不同點溫度變化的四根K型熱電偶通過數據線與數據采集儀相連接，該數據采集儀根據具體試驗時間設置采集頻率來采集不同測溫點的溫度數據。

進一步的，步驟3.3中，拉伸順序為依次拉動與手柄處、門栓處及箱體的卡扣處連接的鋼絲繩。

進一步的，設置采集頻率根據如下進行：當試驗時間大于等于48h，設置2s一次的采集頻率；當試驗時間小于48h，設置1s一次的采集頻率。

與現有的試驗方法相比，本發明考慮了慢烤試驗過程中諸多安全隱患，將程序控溫儀與慢烤加熱箱遠程分離，試驗后快速降溫，減少試驗時間，降低試驗危險，實際操作簡單，操作過程安全性好，結果判據明確，具有較好的應用前景。

附圖說明

圖1為慢速烤燃試驗方法工作原理圖；