[發(fā)明專利]一種預(yù)估大尺寸火炸藥熱爆炸臨界延滯期的方法

有效

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112730514B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李坤;李軍;肖旭;胡大雙;張杰凡;蘇晶;田軍;徐波
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54;G01N1/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種預(yù)估大尺寸火炸藥熱爆炸臨界延滯期的方法，引入熱爆炸臨界延滯期概念，對火炸藥熱爆炸試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間參數(shù)建立數(shù)學(xué)模型，為大尺寸熱爆炸試驗(yàn)的結(jié)束時(shí)間進(jìn)行定量估計(jì)。通過進(jìn)行一系列小尺寸火炸藥熱爆炸試驗(yàn)，獲得不同尺寸樣品在不同溫度下的熱爆炸延滯期和熱爆炸臨界溫度；建立不同尺寸熱爆炸延滯期與溫度、熱爆炸臨界溫度與尺寸的關(guān)系；通過代入熱爆炸臨界溫度數(shù)據(jù)，得到各尺寸樣品在熱爆炸臨界溫度下的熱爆炸臨界延滯期；建立熱爆炸臨界延滯期與尺寸的關(guān)系，進(jìn)而可以對大尺寸熱爆炸試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行一個(gè)定量的估計(jì)。對火炸藥熱爆炸試驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于火炸藥性能測試領(lǐng)域，主要涉及一種大尺寸火炸藥熱爆炸臨界延滯期的預(yù)估方法。

背景技術(shù)

火炸藥熱爆炸臨界溫度是評價(jià)火炸藥在生產(chǎn)工藝過程或彈藥常貯過程中不發(fā)生意外的燃燒或爆炸事故的關(guān)鍵依據(jù)。目前對于熱爆炸臨界溫度的研究主要包括測試裝置、測試方法、熱爆炸延滯期、尺寸效應(yīng)預(yù)測模型等。

炸藥熱爆炸試驗(yàn)中樣品經(jīng)歷兩個(gè)過程，升溫過程和延滯期。升溫過程為樣品放入試驗(yàn)箱到內(nèi)部溫度均一并等于環(huán)境溫度的過程；延滯期為樣品開始熱積聚到發(fā)生熱爆炸的過程。

火炸藥熱爆炸臨界溫度計(jì)算式為發(fā)生熱爆炸的最低溫度與不發(fā)生熱爆炸的最高溫度的算術(shù)平均數(shù)，影響因素主要有兩個(gè)：

一是計(jì)算式中兩個(gè)溫度之間的溫差，要求溫差不超過5℃，且溫差越小，得到的結(jié)果與真實(shí)值的偏差越小；

二是試驗(yàn)時(shí)間。通過對火炸藥熱爆炸臨界溫度測試研究基本得到了以下結(jié)論：隨著樣品尺寸的增加，熱爆炸臨界溫度降低，樣品發(fā)生熱爆炸的延滯期也在延長；現(xiàn)有的測試方法中對試驗(yàn)時(shí)間規(guī)定為一個(gè)定值，有以下不足：

在樣品尺寸較小時(shí)，規(guī)定的定值大于最長熱爆炸延滯期，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本沒問題。但是隨著樣品尺寸的增加，樣品在某一尺寸發(fā)生熱爆炸的時(shí)間一定會超過這個(gè)定值，繼續(xù)按照測試方法的要求，得到的熱爆炸臨界溫度數(shù)值就會超過真實(shí)的數(shù)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種預(yù)估大尺寸火炸藥熱爆炸臨界延滯期的方法，通過進(jìn)行一系列小尺寸火炸藥熱爆炸試驗(yàn)，建立熱爆炸臨界延滯期與尺寸的關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)大尺寸熱爆炸試驗(yàn)的臨界延滯期對試驗(yàn)的結(jié)束時(shí)間進(jìn)行定量的預(yù)測。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種預(yù)估大尺寸火炸藥熱爆炸臨界延滯期的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備一系列小尺寸樣品，測試后得到每個(gè)小尺寸樣品發(fā)生熱爆炸的溫度T和各熱爆炸溫度對應(yīng)的熱爆炸延滯期τ，以及不發(fā)生熱爆炸的溫度；所述小尺寸樣品為圓柱體，直徑d≤50mm，或高h(yuǎn)≤50mm；

(2)建立各小尺寸樣品熱爆炸延滯期τ與發(fā)生熱爆炸的溫度T的關(guān)系模型1；

(3)計(jì)算各小尺寸樣品熱爆炸臨界溫度T_c，并建立熱爆炸臨界溫度T_c與小尺寸樣品半徑r和高h(yuǎn)的關(guān)系模型2；

(4)將步驟(3)中的小尺寸樣品熱爆炸臨界溫度T_c與小尺寸樣品半徑r和高h(yuǎn)的關(guān)系模型2帶入步驟(2)熱爆炸延滯期τ與發(fā)生熱爆炸的溫度T的關(guān)系模型1中，得到小尺寸樣品熱爆炸臨界延滯期τ_c與小尺寸樣品直徑d的關(guān)系模型3；

所述熱爆炸臨界延滯期τ_c為某一尺寸樣品在熱爆炸臨界溫度T_c下對應(yīng)的熱爆炸延滯期τ；

(5)根據(jù)步驟(4)中小尺寸樣品熱爆炸臨界延滯期τ_c與小尺寸樣品直徑d的關(guān)系模型3，代入大尺寸樣品的直徑，可得到大尺寸樣品的熱爆炸臨界延滯期τ_c。

進(jìn)一步的，上述火炸藥包括粉體炸藥、壓裝炸藥或推進(jìn)劑。