[發(fā)明專利]復(fù)合固體推進劑藥漿流速測試裝置及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910388964.0
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110082258B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬曉林;李佳佳;邊雷;侯媛;郭琪;趙悅;楊豐;趙慧;王少巖
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航天化學(xué)動力有限公司
• 主分類號: G01N11/02
• 分類號: G01N11/02
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種復(fù)合固體推進劑藥漿流速測試裝置及測試方法，在三個粘度杯的外殼上分別套裝有保溫夾套。壓力輸出管道為各粘度杯提供壓力。在壓力輸出管道上安裝有壓力變送器和精密減壓閥。該壓力變送器的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與計算機的信號輸入端連接。電子天平的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與計算機的信號輸入端連接。采用周期性測試的方法，依次獲取推進劑藥漿在各采樣周期的流速，直至得到的推進劑藥漿在該周期內(nèi)藥漿質(zhì)量的平均值小于1g/min。本發(fā)明重現(xiàn)加壓固化生產(chǎn)工藝條件，模擬中能固體火箭發(fā)動機多個型號的加壓澆注工藝，應(yīng)用該藥漿流速實驗?zāi)Ｐ鸵詸z測藥漿隨固化反應(yīng)流動性的變化趨勢，給出高固含量高粘度藥漿流速和壓固化的準(zhǔn)確時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合固體推進劑藥漿流動性能測試領(lǐng)域，具體是一種在加壓條件下測試固含量≥85％、粘度≥2000Pa·s的推進劑藥漿流速的裝置及推進劑藥漿流速的表征方法。

背景技術(shù)

復(fù)合推進劑加壓固化過程是指推進劑藥漿在澆注工藝完畢后，繼續(xù)施加一個恒定的壓力，并一直保持到推進劑藥柱完全固化的工藝過程。在固化結(jié)束后以恒定的速率卸去加載的壓力，其目的是消除推進劑藥柱在制造時所產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變，提高發(fā)動機裝藥質(zhì)量可靠性。目前已在假藥發(fā)動機上完成了加壓固化工藝試驗，驗證了加壓固化工藝的可行性。但對于前后翼、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的燃燒室，由于加壓固化過程推進劑滲漏、燃燒室安全脫模等安全問題，無法給出固體推進劑藥漿準(zhǔn)確的加壓固化開始時間，因此開展一種表征加壓固化下推進劑藥漿流速方法，確定安全范圍內(nèi)的加壓固化開始時間是整個加壓固化工藝的重點所在。

目前在多型號發(fā)動機推進劑藥漿流動性能測試實驗中，沒有對應(yīng)的檢測手段對高固含量高黏度的復(fù)合推進劑藥漿進行不同壓力下流速測試。通常對推進劑藥漿流動性能測試采用哈克粘度計法，測試對象為對剛混合完成后的推進劑藥漿。該法為常壓下檢測，剪切速率低測試范圍窄，受制于哈克粘度計扭矩量程無法對固化反應(yīng)一段時間(＞5h)后高粘度藥漿進行測試，不能解決目前生產(chǎn)中遇到的問題。

由于復(fù)合固體推進劑藥漿是一種具有高固含量高粘稠性液體，且一直伴隨固化反應(yīng)發(fā)生，直接對加壓條件下的固體推進劑藥漿流速的測試方法，目前在國內(nèi)外文獻中均沒有報道。

公開的固體推進劑藥漿流動性表征測試方法有航天標(biāo)準(zhǔn)QJ1813.1-2005復(fù)合固體推進劑藥漿粘度和使用期測定方法第1部分：壓桿落球粘度計法、QJ1813.2-2005復(fù)合固體推進劑藥漿粘度和使用期測定方法第2部分：旋轉(zhuǎn)粘度計法，這兩種測試方法均是對常壓狀態(tài)下推進劑藥漿粘度進行測試，測試范圍較窄，不適用于固化反應(yīng)后推進劑藥漿的流動性測試要求。

在《推進技術(shù)》1993年6月第3期中陳福連介紹了關(guān)于復(fù)合固體推進劑批次間性能差異的研究(報告之二：藥漿的粘度分析)，采用公式計算推進劑藥漿粘度，給出了理論條件下藥漿粘度的計算方法，但受實際顆粒粒徑粒貌及混合均勻性影響，計算值與實際值存在較大差異。

美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)ASTM D7042-2014 Standard Test Method for DynamicViscosity and Density of Liquids by Stabinger Viscometer(and the calculationof Kinematic Viscosity)介紹了采用運動粘度計(和動粘度計算)測定液體動態(tài)粘度和密度的試驗方法，是對常壓條件下液體粘度的測試方法，無法滿足加壓條件測試。

美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5481-2013 Standard Test Method for MeasuringApparent Viscosity at High-Temperature and High-Shear Rate by MulticellCapillary Viscometer采用多孔毛細(xì)管粘度計在高溫高剪切下測量表面粘性的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，是將待測樣品從毛細(xì)管中擠出進行測試，由于推進劑藥漿具有高固含量，其含有的大量固體顆粒易堵塞毛細(xì)管，且高剪切過程推進劑易發(fā)生爆炸，不適用此標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容