等離子體增強燃燒關鍵技術研究
成果概況
成果類別: | 應用技術 | 體現形式: | 新技術 | 課題來源: | 自選課題 |
起止時間: | 2008.03 至2014.01 | 研究形式: | 與院校合作 | 所處階段: | 中期階段 |
成果屬性: | 原始性創新 |
成果簡介
等離子體點火技術是電熱化學發射中的關鍵技術之一。采用等離子體點火具有很多優勢:第一,等離子體點火可以使火炮實現高裝填密度發射,并可以使用傳統方式難以點火的高能低敏感含能材料;第二,可以有效地縮短火炮發射裝藥的點火延遲時間;第三,能夠實現溫度補償機制,從而減少炮口動能的變化,降低彈丸散布。
美國、英國、法國、德國、俄羅斯、中國等國家均在不同程度上開展著電熱化學炮的相關基礎理論、關鍵技術和工程應用研究,并取得了一定的進展。
要實現等離子體增強燃燒技術上的突破,需要研究以下幾個關鍵問題:
(1)在等離子體發生器參數優化方面,需要找出等離子體發生器的關鍵控制參數,并據此優化等離子體發生器的設計方案。
(2)在等離子體燒蝕微觀機理上對內部物理過程進行更為深入的探索,特別是考慮燒蝕與沉積的雙向過程,并指導現有等離子體發生器的優化設計。
(3)研究等離子體射流發展規律,物理特性參數(如溫度、壓力、速度等)分布,測試技術以及射流的控制機理。
(4)探索等離子體射流與含能材料作用微觀物理機理,特別是含能材料被點燃前的氣化過程,以及含能材料類型對等離子體點火效能的影響,并為新型含能材料的研究提供理論依據和技術參考。
本成果主要完成了以下幾方面的研究內容:
(1)在等離子體作用下毛細管壁燒蝕特性的研究方面:研究了動力學燒蝕模型的關鍵影響因素;建立了綜合考慮溫度和壓強對等離子體參數影響的、物理機制更為完備的動力學燒蝕模型。
(2)在毛細管放電過程的理論建模方面:建立了考慮燒蝕/沉積的雙向作用的毛細管放電二維磁流體動力學模型,掌握了等離子體與管壁間綜合作用對等離子體特性的影響規律。
(3)在等離子體點火增強含能材料燃燒的實驗研究方面:掌握了影響等離子體發生器一致性的關鍵因素,并提出了改進方案;獲得了發生器關鍵設計參數對其綜合輸出特性的影響規律;建立了系統的精密實驗診斷平臺。
(4)在等離子體與含能材料的作用機理及新型含能材料研制方面:建立了考慮含能材料侵蝕影響的等離子體與含能材料作用模型;明確了新型低敏感高能量密度含能材料與傳統含能材料在等離子體作用下的特性差異;并配合研制了多種新型含能材料。
除了在電熱化學發射技術方面的應用外,項目成果可為毛細管放電等離子體在材料表面改性、激光驅動粒子加速、有害有機化合物分解等領域的應用提供一定的借鑒,社會和經濟效益顯著,具有廣闊的推廣應用前景。
應用前景
主要應用行業: | 電力、熱力、燃氣及水的生產和供應業 | 知識產權形式: | 專利 |
應用狀態: | 小批量或小范圍應用 | 擬轉化方式: |
單位概況
完成單位: | 西安近代化學研究所 | ||
單位地址: | 陜西省西安市雁塔區丈八東路168號 | ||
單位電話: | 029-88291320 |
聯系方式
聯系人: | 劉芳莉 | 聯系人電話: | 029-88291515 | 聯系人Email: |
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