PDF《PBX9501 炸药冲击起爆初期》

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3 高压物理学报第2 7卷λ・=bτ1.

5 ( 1-λ) (

1 2 ) 式中: 取常数b=3. 9, 主要用于控制粒子速率到达峰值的时间.因为假设反应速率与冲击波后时间相 关, 在冲击波阵面上不仅反应度为零, 反应速率也为零, 而耗散项的存在, 使得反应速率在先达到一个峰 值后开始下降, 当反应全部完成之后下降至零. 对反应速率方程(

1 2 ) 积分求解, 求出λ ・ ( τ) 和λ( τ) 的解析解如下 λ ・ = b τ 1.

5 e x p ( - b τ 2.

5 2.

5 ) (

1 3 ) λ=1-e x p ( - b τ 2.

5 2.

5 ) (

1 4 ) 将(

1 3 ) 式、 (

1 4 ) 式带入(

1 1 ) 式, 即可得到完整的描述冲击至爆轰转变过程u 的解析表达式. 图4是取反应速率方程(

1 2 ) 时的 C I M 模型计算结果.从图4中的计算结果可见, 反应速率模型方 程(

1 2 ) 能较好地重现 P B X9

5 0 1炸药粒子速率到达峰值的时间、 峰值速度的数值和峰值递增的趋势等 实验结果.粒子速度曲线的弯曲性质受反应速率函数中时间幂次的影响, 实验曲线的弯曲性质和计算 曲线的弯曲性质基本吻合.因为反应速率在波阵面上的值为零, 波阵面u 的计算值不变, 该模型不能反 映冲击波阵面上u 和p 的上升;

又因为假设了冲击阻抗等于声阻抗, 模型也不能反映冲击起爆的流体 加速过程. (

4 )图5为冲击波阵面上的粒子速度u s h k和峰值粒子速度u p k迹线的实验与计算结果的比较.虚线 为计算得到的反应速率最大值的轨迹线.实验结果表明, 峰值速度u p k迹线与波阵面速度u s h k迹线之间 的时间间隔初始时增加, 随后开始缓慢的下降过程.两条迹线间隔初始增加的事实暗示, 这期间峰值 u p k的运动相对于冲击波阵面是亚声速的, 因此, 波后所体现的状态鼓包是反应引起, 而不是流体动力学 压缩波.因为作了炸药冲击阻抗等于其材料阻抗的假设, 计算的峰值速度u p k迹线与波阵面速度u s h k迹 线平行. 图4 P B X9

5 0 1炸药 C I M 模型 粒子速度历史 F i g .

4 C I Ms i m u l a t e dp a r t i c l ev e l o c i t yh i s t o r i e s o fP B X9

5 0

1 图5 波阵面粒子速度和峰值速度迹线的 实验结果与计算结果的比较 F i g .

5 E x p e r i m e n t a l a n dc a l c u l a t e ds h o c k a n dp e a kp a r t i c l ev e l o c i t yt r a j e c t o r i e s

4 结论CIM模型利用特征线理论给出了描述冲击起爆带反应流体动力学过程的解析解.利用 C I M 模型 的解析解和相应的实验曲线, 可以得到 P B X9

5 0 1炸药冲击至爆轰转变过程中一些规律性的结果或变 化趋势.能够反映拉格朗日量计记录特征的解析模型, 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反应速率模型, 提供了一个很好的理论工具.

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3 第3期陈军等: 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 R e f e r e n c e s : [

1 ] S h e f f i e l dSA, G u s t a v s e nRL, H i l lL G, e ta l . E l e c t r o m a g n e t i cg a u g em e a s u r e m e n t so fs h o c ki n i t i a t i n gP B X9

5 0

1 a n dP B X9

5 0 2e x p l o s i v e s [ C] / / P r o c e e d i n g so f1

1 t hI n t e r n a t i o n a lS y m p o s i u m o n D e t o n a t i o n . C o l o r a d o : A F R L,

1 9

9 8. [

2 ] L a m b o u r nBD. A ni n t e r p r e t a t i o no fp a r t i c l ev e l o c i t yh i s t o r i e sd u r i n gg r o w t ht od e t o n a t i o n ........