电热等离子体对固体火药的辐射点火及燃烧特性研究

发布时间：2024-03-30 04:55

　　本文基于电热化学发射过程的实际物理现象,研究了电热等离子体的产生、发展及其与火药相互作用的相关细节,并且进一步讨论了电热等离子体作用下的内弹道过程。 (1)在电热等离子体的产生方面,主要讨论了脉冲成形网络(PFN)放电和金属电爆炸过程。建立了适用于电热离子体发生器放电过程的电流计算模型,采用频谱分析方法讨论了脉冲电流和负载电阻的特性,并且进一步分析和讨论了负载参数对PFN放电回路电流峰值的影响。 研究表明,回路电流和负载电阻的频谱均主要集中在低频区域(0-20Hz)。负载电阻的变化对实际电流的影响主要体现在RL一阶放电过程,对于RLC放电过程没有明显的影响；在频谱上主要引起FFT相位的变化,对于FFT幅值的影响很小。当负载电阻呈正弦变化时,其频率,幅值和初始相位引起的对相对峰值电流的误差分别约为±1.0%,±1.8%和±0.5%。 在金属电爆炸方面探讨了电爆炸的物理过程,建立了金属丝电爆炸的零维和一维计算模型。其中,零维模型主要用于验证和展示电爆炸的物态变化和基本物理过程。一维模型考虑了电爆炸过程中金属丝与周围的热量传递过程,模拟了瞬态熔化波、汽化波的发展过程。利用Andor SR75...

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1电热化学炮系统结构示意图

电热化学炮在结构功能上可分为三个部分：脉冲成形网络(PulseFormingNetwork,PFN)、等离子体发生器以及常规火炮身管部分，如图1.1所示[3]。电热化学炮的发射过程大致分为三个阶段：(1)脉冲成形网络放电，提供一个持续的强电流脉冲，电流强度达到几万至十几万安培....

图1.2火药颗粒表面经等离子体福射前后对比图tioi]

颗粒间的相互作用。S.H.Kim[_等人在韩国也研制了120mm电热化学炮，并进行了相关实验。图1.2所示为某型号固体火药颗粒在等离子体福射前后的表面外貌对比图。显然可以看出，等离子体的出现和引入，给火药燃烧和火炮发射带来了新的现象和新的作用机理。8

图2.10典型的金属电阻率与比作用量关系图[〗3]

根据T.J.Tucker的研究，在电爆炸过程中，典型的金属导体（例如C.u，A1和Au)电阻率“和比作用量g的变化有如图2.10所示的对应关系。图中用虚线把各阶段分幵，曲线下的面积表示放电能量。比作用量定义为流经金属丝电流密度的平方对时间的积分g{t)=[fdt (2.49)其....

图2.13金属电爆炸一维计算模型示意图

9为热流密度，A：为介质的热导率。式中负号表示热流总是由高温格点流向低温格点。热流传递过程见图2.13中右下角。其它参数如电阻率、比热容等均与零维模型的假设相同。2.2.3.2金属电爆炸中的溶化波和汽化波S.I.Tkachenko等在文献[33]中报道了他们对金属电爆炸过程的研究....

本文编号：3941841