[發明專利]一種混合炸藥爆轟參數計算方法

有效

• 申請號: 202110762750.2
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113593650B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 賈憲振;馮偉;劉瑞鵬;王曉峰;張遠波;嚴蕊
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00;G16C20/10;G16C20/80;G16C20/90
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

本發明提供了一種混合炸藥爆轟參數計算方法，具體包括：步驟100，數據輸入文件編輯：步驟110，通用計算模型參數編輯；步驟120，輸入BKW狀態方程參數；步驟130，輸入環境初始狀態參數；步驟140，混合炸藥構成參數編輯：步驟200，爆轟參數計算：步驟210，爆轟產物氣相組分自由能的計算；步驟220，爆轟產物凝聚相組分自由能的計算；步驟230，爆轟產物組分含量的計算；步驟240，爆轟產物CJ狀態的計算；步驟250，爆轟產物Hugoniot關系的計算；步驟260，計算爆轟產物絕熱等熵膨脹過程；步驟300，計算結果可視化。本發明的計算方法可以有效的減少爆轟參數測試試驗數量，有利于節約成本、縮短時間、提高效率。

技術領域

本發明屬于混合炸藥領域，涉及混合炸藥爆轟性能參數計算，具體涉及一種混合炸藥爆轟參數計算方法。

背景技術

爆轟參數是混合炸藥配方設計時需要著重考慮的重要指標參數。包括爆速、爆壓在內的混合炸藥爆轟參數可以通過實驗測試的方法獲得。但是，進行混合炸藥爆轟實驗通常具有較高的安全風險，并且耗費不小的實驗開支成本，獲取的實驗測試結果數據較為有限。而進行混合炸藥爆轟性能設計時，或者是實驗樣品是未知的，或者是組分含量需要反復調節，此時通過實驗手段來獲取爆轟參數的技術方法顯現出極高的操作難度。

從熱力學角度分析，混合炸藥爆轟過程涉及到的是化學平衡的實現和描述問題。因此，對于混合炸藥爆轟參數計算可以從熱力學角度進行轉化。與此同時，爆轟物理學方面的發展也提供了描述混合炸藥爆轟過程的基本模型，如經典Chapman-Jouget(以下簡寫為CJ)爆轟理論模型。利用數值計算的方法可以反復多次對混合炸藥爆轟參數進行計算求解，從而減輕了對實驗技術的依賴。

專利號為ZL201210004181.6的中國發明專利公開了一種確定液體炸藥爆轟參數的方法。該發明通過化合物的熱力學函數，利用最小自由能原理來計算液體炸藥的CJ爆壓、爆速、爆溫與比容。但是該發明中將液體炸藥發生爆轟反應后生成的爆轟產物視為理想氣體，與實際情況之間有很大差異。此外，該方法僅能適用于單質液體炸藥，對于大多數處于固相狀態的混合炸藥爆轟參數計算基本無效。

因此，需要發明一種混合炸藥爆轟參數計算方法，基于熱力學原理，對混合炸藥爆轟性能參數進行計算。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種混合炸藥爆轟參數計算方法，解決現有技術中爆轟參數測試試驗數量多所導致的效率低的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種混合炸藥爆轟參數計算方法，該方法使用BKW狀態方程和Cowan狀態方程對混合炸藥爆轟性能參數進行數值計算，該方法包括以下計算步驟：

步驟100，數據輸入文件編輯：

通過運行輔助程序根據頁面提示構造數據輸入文件，或者，使用文本編輯工具根據計算要求構造數據輸入文件，包括以下步驟：

步驟110，通用計算模型參數編輯：

選中并激活進行CJ狀態計算、Hugoniot關系計算、和絕熱等熵膨脹計算的計算參數選項；

步驟120，輸入BKW狀態方程參數：

BKW狀態方程表示形式如式1所示：

x的表達式如式2所示：

式1和式2中：

p為混合炸藥爆轟產物的壓強；

T為混合炸藥爆轟產物的溫度；

V_g為混合炸藥爆轟產物氣相組分的體積；