Mg/PTFE基烟火药激光点火及燃烧辐射特性研究
发布时间：2025-05-29 00:07
烟火药的燃烧属于多组分非均相离散颗粒群的耦合燃烧,且点火燃烧过程是许多吸热、放热化学过程及传热传质物理过程的综合,燃烧特性又最终影响它的输出特性,而烟火药燃烧理论研究的不足将是制约烟火技术发展的一个重要因素。本文围绕金属-碳氟化物烟火药复杂燃烧理论研究问题,以Mg/PTFE基烟火药为对象,采用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法对Mg/PTFE基烟火药的点火机理和燃烧辐射特性进行了系统研究,揭示了烟火药固相反应机理及点火规律变化,并基于燃烧数值仿真,验证了辐射机理特性。本文研究成果可为Mg/PTFE基烟火药安全性和可靠性分析提供一定实验和理论依据,且对金属-碳氟化物烟火药的研发设计具有指导意义。论文主要研究工作及结果如下:(1)采用热分析方法设计并开展了 Mg/PTFE基烟火药的热分解实验研究,揭示了不同环境气氛中的固相反应机理及影响规律,验证了中间反应理论的结果,通过计算反应动力学参数,获得了烟火药在空气环境中的固相反应活化能为194kJ/mol,并将实验结果及参数运用于后续章节的数值计算;(2)利用CO2激光器对Mg/PTFE烟火药的点火过程进行了测试,观察了点火瞬态过程,并用红...
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号表
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 Mg/PTFE基烟火药点火研究现状
1.2.2 Mg/PTFE基烟火药燃烧理论研究现状
1.2.3 Mg/PTFE基烟火药辐射特性研究现状
1.3 本文主要研究工作
2 Mg/PTFE基烟火药热分解特性研究
2.1 引言
2.2 样品制备
2.3 同步热分析实验
2.3.1 实验仪器与方法
2.3.2 实验结果与分析
2.4 DSC实验
2.4.1 实验仪器与方法
2.4.2 实验结果与分析
2.5 本章小结
3 Mg/PTFE烟火药激光点火特性研究
3.1 引言
3.2 激光点火实验
3.2.1 激光点火方案设计
3.2.2 激光点火装置与设备
3.2.3 激光点火实验准备
3.3 激光点火实验结果及分析
3.3.1 激光点火过程描述
3.3.2 激光点火过程温度特性
3.3.3 激光点火延迟及影响因素
3.4 本章小结
4 Mg/PTFE烟火药激光点火过程数值仿真研究
4.1 引言
4.2 激光点火理论
4.2.1 材料对激光的反射与吸收
4.2.2 激光对材料的作用
4.3 Mg/PTFE烟火药激光固相点火模型
4.3.1 含能材料的激光热点火机理
4.3.2 激光点火过程的一维固相模型
4.3.3 激光点火过程的二维固相模型
4.4 Mg/PTFE烟火药激光点火参数分析
4.4.1 热特性参数
4.4.2 光学特性参数
4.4.3 反应特征参数
4.5 固相点火模型计算结果与分析
4.5.1 点火延迟及其影响分析
4.5.2 温度特性
4.6 本章小结
5 Mg/PTFE基烟火药燃烧过程光谱特性研究
5.1 引言
5.2 辐射理论模型
5.2.1 光-电磁辐射
5.2.2 辐射基本原理
5.2.3 烟火药辐射机理
5.2.4 光谱测试原理
5.3 红外辐射测试实验
5.3.1 实验装置
5.3.2 实验准备
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 燃烧火焰温度
5.4.2 红外辐射强度
5.5 本章小结
6 Mg/PTFE烟火药燃烧与辐射数值仿真研究
6.1 引言
6.2 Mg/PTFE烟火药气相燃烧过程理论模型
6.2.1 烟火药燃烧过程物理描述
6.2.2 基本假设
6.2.3 数学模型
6.2.4 网格划分及初边界条件
6.2.5 网格无关性验证
6.3 气相燃烧数值仿真结果分析
6.3.1 无氧反应
6.3.2 有氧反应
6.4 Mg/PTFE烟火药辐射仿真计算
6.4.1 Mg/PTFE烟火药辐射机理描述
6.4.2 辐射仿真计算分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文主要工作总结
7.2 论文创新点
7.3 工作展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4048416
【文章页数】：165 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号表
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 Mg/PTFE基烟火药点火研究现状
1.2.2 Mg/PTFE基烟火药燃烧理论研究现状
1.2.3 Mg/PTFE基烟火药辐射特性研究现状
1.3 本文主要研究工作
2 Mg/PTFE基烟火药热分解特性研究
2.1 引言
2.2 样品制备
2.3 同步热分析实验
2.3.1 实验仪器与方法
2.3.2 实验结果与分析
2.4 DSC实验
2.4.1 实验仪器与方法
2.4.2 实验结果与分析
2.5 本章小结
3 Mg/PTFE烟火药激光点火特性研究
3.1 引言
3.2 激光点火实验
3.2.1 激光点火方案设计
3.2.2 激光点火装置与设备
3.2.3 激光点火实验准备
3.3 激光点火实验结果及分析
3.3.1 激光点火过程描述
3.3.2 激光点火过程温度特性
3.3.3 激光点火延迟及影响因素
3.4 本章小结
4 Mg/PTFE烟火药激光点火过程数值仿真研究
4.1 引言
4.2 激光点火理论
4.2.1 材料对激光的反射与吸收
4.2.2 激光对材料的作用
4.3 Mg/PTFE烟火药激光固相点火模型
4.3.1 含能材料的激光热点火机理
4.3.2 激光点火过程的一维固相模型
4.3.3 激光点火过程的二维固相模型
4.4 Mg/PTFE烟火药激光点火参数分析
4.4.1 热特性参数
4.4.2 光学特性参数
4.4.3 反应特征参数
4.5 固相点火模型计算结果与分析
4.5.1 点火延迟及其影响分析
4.5.2 温度特性
4.6 本章小结
5 Mg/PTFE基烟火药燃烧过程光谱特性研究
5.1 引言
5.2 辐射理论模型
5.2.1 光-电磁辐射
5.2.2 辐射基本原理
5.2.3 烟火药辐射机理
5.2.4 光谱测试原理
5.3 红外辐射测试实验
5.3.1 实验装置
5.3.2 实验准备
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 燃烧火焰温度
5.4.2 红外辐射强度
5.5 本章小结
6 Mg/PTFE烟火药燃烧与辐射数值仿真研究
6.1 引言
6.2 Mg/PTFE烟火药气相燃烧过程理论模型
6.2.1 烟火药燃烧过程物理描述
6.2.2 基本假设
6.2.3 数学模型
6.2.4 网格划分及初边界条件
6.2.5 网格无关性验证
6.3 气相燃烧数值仿真结果分析
6.3.1 无氧反应
6.3.2 有氧反应
6.4 Mg/PTFE烟火药辐射仿真计算
6.4.1 Mg/PTFE烟火药辐射机理描述
6.4.2 辐射仿真计算分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 论文主要工作总结
7.2 论文创新点
7.3 工作展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4048416
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/4048416.html
