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题名环形扰动爆轰实验装置及方法
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作者
高玉坤
包颖昕
卢宇轩
刘婧
杨轶芙
赵焕娟
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机构
北京科技大学土资源与安全工程学院
北京理工大学宇航学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第20期8364-8370,共7页
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基金
化学品安全全国重点实验室开放课题项目(SKLCS-2024023)。
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文摘
由于含能材料的高热值及其伴随着易燃易爆的特性,在管道中传播时会影响管道的形状及几何尺寸,导致爆轰的传播受到影响。为了深入探究环形扰动对爆轰波传播的影响,精确、清晰观察环形管道中爆轰波的传播动力学过程,更好地体现边界层效应和曲率管壁对爆轰波传播的影响。搭建环形扰动爆轰实验装置,在光滑圆管末段加入不同直径尺寸的扰动管实现环形扰动,利用压力传感器、烟膜组成的数据采集系统得到爆轰波速度、三波点轨迹、胞格结构等数据。成功搭建了环形扰动爆轰实验系统,并且获得了较为理想的传播数据,数据具有显著的规律性和高度的可靠性。经过验证,所搭建的爆轰实验装置具有良好的数据采集能力,所获得的数据证实了装置具备科学性与有效性。所搭建的实验系统有助于为事故防控提供理论支持,使科研仪器充分发挥支撑科技创新、社会发展的作用。
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关键词
爆轰实验
环形扰动
胞格结构
三波点轨迹
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Keywords
detonation experiment
annular perturbation
cellular structure
triple point trajectory
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分类号
O381
[理学—流体力学]
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题名爆轰不稳定性及初始压力对螺旋爆轰轨迹角的影响
被引量：1
- 2
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作者
赵焕娟
刘克庆
庞磊
刘婧
林敏
董士铭
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机构
北京科技大学土木与资源工程学院
河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1086-1096,共11页
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基金
国家重点研发计划重点专项基金项目(2018YFC0810606-02)
中央高校基本科研业务专项项目(FRF-MP-20-20、FRF-TP-19-020A3)
河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室开放基金项目(WS2020A03)。
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文摘
为研究爆轰不稳定性及初始压力对螺旋爆轰轨迹角的影响,开展了预混气螺旋爆轰实验研究。利用内径63.5 mm、长4 m的爆轰管道系统对4组预混气(气体Ⅰ:2H_(2)+O_(2)+50%Ar,气体Ⅱ:C_(2)H_(2)+2.5O_(2)+85%Ar,气体Ⅲ:C_(2)H_(2)+5N_(2)O,气体Ⅳ:CH_(4)+2O_(2))进行爆轰实验;采用烟膜技术记录螺旋爆轰波的胞格结构,测量不同预混气在不同压力下右旋、左旋横波与管轴形成的轨迹角α^(+)、α^(-),分析轨迹角的变化、初始压力以及爆轰不稳定性对其影响。实验结果表明:4种预混气的螺旋爆轰轨迹角均位于30°~50°范围内;爆轰不稳定性相对较弱的气体(气体Ⅰ,气体Ⅱ,气体Ⅲ),轨迹角测量值与声学理论计算得到的理论值吻合度较好,不稳定性强的气体(气体Ⅳ),测量值与理论值吻合度较差;4种预混气的轨迹角离散度大小及变化趋势与壁面胞格离散度一致;随着初始压力增大,4种预混气的轨迹角均明显减小,减小幅度相近,且在高频螺旋阶段,初始压力比爆轰不稳定性对轨迹角的影响作用更强。
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关键词
螺旋爆轰
轨迹角
初始压力
不稳定性
三波点轨迹
横波
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Keywords
spinning detonation
track angle
initial pressure
instability
triple point trajectory
transverse wave
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分类号
TD774
[矿业工程—矿井通风与安全]
O381
[理学—流体力学]
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题名关于平面激波在凹两段楔面上的传播
- 3
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作者
黄文生
胡永生
刘可器
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机构
北京大学
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
1992年第4期458-464,共7页
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基金
国家自然科学基金
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文摘
众所周知,当一平面激波同任意形状的障碍物相互作用时,将产生十分复杂的波系,其中激波在曲面壁上的绕射和反射,将产生非定常波系。关于平面激波在凹圆柱壁面上的传播,我们可以用一连串、长度为无限小的楔面所构成的多边形来近似和代替凹圆柱面,因此分析和研究激波在两段楔面上反射和绕射的目的在于得出激波在圆柱壁面以及其它较复杂形状壁面上的传播规律。本文采用马赫-曾德干涉仪在激波管上进行光测模型实验。根据所拍摄的流场干涉图像,以分析其波系的演变过程及传播规律,得到有关流场的密度分布和压力分布,更为重要的是给出流场参数的定量结果。
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关键词
两段楔面
三波点轨迹角
激波
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Keywords
double wedge, the angle of triple point trajectory, isopycnics, distribution of density.
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分类号
O354.5
[理学—流体力学]
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题名预混气不稳定性对螺旋爆轰结构的影响研究
被引量：1
- 4
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作者
严屹然
张英华
赵焕娟
黄志安
金铁男
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机构
北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室
湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室
金日成综合大学尖端科学研究院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期2508-2514,共7页
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基金
国家自然科学基金青年基金(11602017)
中央高校基本科研业务费专项资金(FRF-TP-15-105A1)
+1 种基金
中国博士后科学基金(2015M580049)
南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室开放基金(E21724)
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文摘
为了明确预混气的不稳定性对螺旋爆轰内部结构的影响,在内径63.5mm的爆轰管道内进行了C_2H_2+2.5O_2+85%Ar,2H_2+O_2+50%Ar,C_2H_2+2.5O_2+70%Ar,C_2H_2+5N_2O和CH_4+2O_2的爆轰实验,得到壁面烟膜和端面烟熏玻璃记录的三波点轨迹。分析了预混气单头、双头、多头螺旋的差别及原因,发现预混气越不稳定,端面结构越难形成规则图形。稳定预混气向内部延伸模式较规律,不稳定预混气向内部延伸规律由于横波间相互干渉较难寻找。对多头胞格进行数字化处理,获得了壁面的三波点轨迹间距和端面的胞格尺寸数据以及方差。发现端面胞格的尺寸与壁面数据发展趋势一致,但是低于壁面数据,其中,C_2H_2+2.5O_2+85%Ar,2H_2+O_2+50%Ar,C_2H_2+2.5O_2+70%Ar和C_2H_2+5N_2O壁面横波间距分别由45.7,72.7,47.1和24.9减小为10.2,17.4,13.2和12.1,端面胞格由19.6,19.9,8.5和18.2减小为6.8,7.1,4.1和5.0。胞格离散度与轨迹间距离散度一致,但是胞格离散度更高,其原因在于壁面处的活化分子因为碰撞到壁面而减少。
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关键词
螺旋爆轰
不稳定度
内部结构
端面胞格
三波点轨迹
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Keywords
Spiral detonation
Instability
Inner structure
End-on cells
Triple point trajectory
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分类号
TD774
[矿业工程—矿井通风与安全]
O381
[理学—流体力学]
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题名环管中甲烷-氧气预混气爆轰传播机理研究
被引量：1
- 5
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作者
牛淑贞
赵焕娟
张英华
严屹然
秦玄烨
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机构
北京科技大学土木与资源环境学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期1536-1543,共8页
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基金
国家自然科学基金青年基金(11602017)
中央高校基本科研业务费专项基金(FRF-GF-18-001B,FRF-TP-18-027A2)。
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文摘
为了研究环形管内甲烷的爆轰传播机理,在内径为80mm的管道内分别安装内径为20mm,40mm,60mm的内管,形成环形管道,进行了甲烷-氧气预混气爆轰实验。将烟膜分别固定在外管的内壁以及内管的内外壁,记录环形管道通道内的三波点轨迹;同时在环管端面安设烟膜记录端面的轨迹。所记录的轨迹较混乱,这是因为横波在沿着传播方向绕着管轴旋转时不断地相互碰撞,反映出甲烷-氧气预混气是典型的不稳定预混气。明显可见当初始压力为12kPa时,爆轰波在普通圆管内呈现双头螺旋爆轰结构,设有内部小管内径为20mm的环管外管内壁得到四头螺旋爆轰结构,说明其它因素不变的情况下,环形管内更容易获得自持爆轰。增大环管内管管径为60mm,环形通道内烟膜记录中未显示任何三波点轨迹,因为此管径下,胞格尺寸过大,无法容纳于管道中。增大内管管径,内径为20mm和40mm的环形管道的外管内壁烟膜记录胞格数量增多,胞格尺寸减小,原因为当边界条件改变时,爆轰极限发生相应的变化,分子获得的初始能量多,反应速率快。
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关键词
螺旋爆轰
甲烷-氧气预混气
环形管道
三波点轨迹
烟膜
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Keywords
Spinning detonation
Pre-mixed methane-oxygen mixture
Annular channel
Triple point trajectory
Smoked foil
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分类号
TD774
[矿业工程—矿井通风与安全]
O381
[理学—流体力学]
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