[发明专利]一种预估大尺寸火炸药热爆炸临界延滞期的方法

说明书

本发明公开了一种预估大尺寸火炸药热爆炸临界延滞期的方法，引入热爆炸临界延滞期概念，对火炸药热爆炸试验的试验时间参数建立数学模型，为大尺寸热爆炸试验的结束时间进行定量估计。通过进行一系列小尺寸火炸药热爆炸试验，获得不同尺寸样品在不同温度下的热爆炸延滞期和热爆炸临界温度；建立不同尺寸热爆炸延滞期与温度、热爆炸临界温度与尺寸的关系；通过代入热爆炸临界温度数据，得到各尺寸样品在热爆炸临界温度下的热爆炸临界延滞期；建立热爆炸临界延滞期与尺寸的关系，进而可以对大尺寸热爆炸试验的试验时间进行一个定量的估计。对火炸药热爆炸试验进行补充。

技术领域

本发明属于火炸药性能测试领域，主要涉及一种大尺寸火炸药热爆炸临界延滞期的预估方法。

背景技术

火炸药热爆炸临界温度是评价火炸药在生产工艺过程或弹药常贮过程中不发生意外的燃烧或爆炸事故的关键依据。目前对于热爆炸临界温度的研究主要包括测试装置、测试方法、热爆炸延滞期、尺寸效应预测模型等。

炸药热爆炸试验中样品经历两个过程，升温过程和延滞期。升温过程为样品放入试验箱到内部温度均一并等于环境温度的过程；延滞期为样品开始热积聚到发生热爆炸的过程。

火炸药热爆炸临界温度计算式为发生热爆炸的最低温度与不发生热爆炸的最高温度的算术平均数，影响因素主要有两个：

一是计算式中两个温度之间的温差，要求温差不超过5℃，且温差越小，得到的结果与真实值的偏差越小；

二是试验时间。通过对火炸药热爆炸临界温度测试研究基本得到了以下结论：随着样品尺寸的增加，热爆炸临界温度降低，样品发生热爆炸的延滞期也在延长；现有的测试方法中对试验时间规定为一个定值，有以下不足：

在样品尺寸较小时，规定的定值大于最长热爆炸延滞期，实验结果基本没问题。但是随着样品尺寸的增加，样品在某一尺寸发生热爆炸的时间一定会超过这个定值，继续按照测试方法的要求，得到的热爆炸临界温度数值就会超过真实的数值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种预估大尺寸火炸药热爆炸临界延滞期的方法，通过进行一系列小尺寸火炸药热爆炸试验，建立热爆炸临界延滞期与尺寸的关系，进而根据大尺寸热爆炸试验的临界延滞期对试验的结束时间进行定量的预测。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种预估大尺寸火炸药热爆炸临界延滞期的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备一系列小尺寸样品，测试后得到每个小尺寸样品发生热爆炸的温度T和各热爆炸温度对应的热爆炸延滞期τ，以及不发生热爆炸的温度；所述小尺寸样品为圆柱体，直径d≤50mm，或高h≤50mm；

(2)建立各小尺寸样品热爆炸延滞期τ与发生热爆炸的温度T的关系模型1；

(3)计算各小尺寸样品热爆炸临界温度T_c，并建立热爆炸临界温度T_c与小尺寸样品半径r和高h的关系模型2；

(4)将步骤(3)中的小尺寸样品热爆炸临界温度T_c与小尺寸样品半径r和高h的关系模型2带入步骤(2)热爆炸延滞期τ与发生热爆炸的温度T的关系模型1中，得到小尺寸样品热爆炸临界延滞期τ_c与小尺寸样品直径d的关系模型3；

所述热爆炸临界延滞期τ_c为某一尺寸样品在热爆炸临界温度T_c下对应的热爆炸延滞期τ；

(5)根据步骤(4)中小尺寸样品热爆炸临界延滞期τ_c与小尺寸样品直径d的关系模型3，代入大尺寸样品的直径，可得到大尺寸样品的热爆炸临界延滞期τ_c。

进一步的，上述火炸药包括粉体炸药、压装炸药或推进剂。