PDF《PBX9501 炸药冲击起爆初期》

第2 7卷第3期高压物理学报Vol.

27,N o .

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0 1 3年6月CH I N E S EJ OUR NA L O F H I GH P R E S S UR E P HY S I C S J u n e ,

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1 3 文章编号:

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0 6 P B X9

5 0 1炸药冲击起爆初期 反应流体动力学特性研究 * 陈军1 , 田占东2 , 曾代朋1 , 张震宇2 , 段卓平3 ( 1. 中国工程物理研究院流体物理研究所, 四川绵阳

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0 0;

2. 国防科技大学理学院技术物理研究所, 湖南长沙

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7 3;

3. 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京

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8 1 ) 摘要: 通过简化状态方程、 并假设反应速率是冲击波后时间的函数, 可以得到冲击起爆反 应流的解析模型.用此模型结合拉格朗日量计测量的粒子速度历史, 在不知道反应速率具体 形式的条件下, 得到了粒子速度、 压力、 反应度和反应速率与冲击波波后时间的剖面, 以及这些 参量之间的相互关系.计算结果表明, 碰撞面上粒子速度的衰减与反应程度有关, 冲击波后反 应速率的最大值出现在粒子速度峰值与压力峰值之间. 关键词: 冲击起爆;

反应速率;

特征线;

解析解 中图分类号: T Q

5 6 0.

1 文献标识码: A

1 引言测量冲击至爆轰转变期间压力或粒子速度历史的拉格朗日量计是近年来在冲击起爆实验方面发展 起来的、 了解炸药冲击至爆轰转变反应流体动力学发展过程的非常重要的工具[ 1] . 为了研究拉格朗日量计记录所显现出的炸药冲击至爆轰转变反应流体动力学现象, L a m b o u r n用 特征线方法给出了一个简单的解析模型, 称为 C I M 模型[

2 - 3] .利用 C I M 模型得到的起爆冲击波后反应 流场变化的结果类似于用拉格朗日分析方法[

4 - 5] 得到的结果.虽然 C I M 模型只是通过简化状态方程得 到的动量方程的解, 但考虑到非均质炸药热点模型的颗粒燃烧反应增长机制所描述的反应速率, 只与压 力、 反应度以及热点几何结构( 颗粒燃烧波阵面几何形状) 相关, 因此, 这个能反映拉格朗日量计记录特 征的解析模型, 可以为更好地理解冲击至爆轰转变过程早期阶段的流体动力学现象、 建立符合物理规律 的宏观唯象反应速率模型, 提供一个很好的理论工具, 并且利用 C I M 模型得到波后流场的方法比拉格 朗日分析方法简单许多. 本研究利用 C I M 模型的解析解, 结合拉格朗日量计记录的粒子速度历史, 在不知道反应速率具体 形式的条件下, 得到 P B X9

5 0 1炸药起爆冲击波后粒子速度、 压力、 反应度和反应速率与冲击波波后时 间的剖面, 以及这些参量之间的相互关系.通过对模型结果进行分析, 选择合适的带耗散项形式的反应 速率函数, 对PBX9

5 0 1炸药由冲击至爆轰转变过程早期阶段的流体动力学过程进行计算.计算结果 与实验结果有符合得很好.

2 带反应流常冲击阻抗模型( C I M 模型) 由冲击起爆化学反应区中混合物2种组分的能量平衡方程和平面一维拉格朗日流体运动方程, 可*收稿日期:

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1 6;

修回日期:

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1 5 基金项目:国防基础科研计划项目( B

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0 2 ) 作者简介:陈军(

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7 3-) , 男, 研究员, 主要从事爆轰与冲击动力学研究. E - m a i l : c h e n j u n @c a e p . a c . c n 以得到如下描述的一维拉格朗日反应流体流动的特征线关系[ 6] d p±ρ