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(xiàn)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(chuàng)新 |
成果簡介
等離子體點火技術是電熱化學發(fā)射中的關鍵技術之一。采用等離子體點火具有很多優(yōu)勢:第一,等離子體點火可以使火炮實現(xiàn)高裝填密度發(fā)射,并可以使用傳統(tǒng)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(fā)射裝藥的點火延遲時間;第三,能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàn)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(fā)生器參數(shù)優(yōu)化方面,需要找出等離子體發(fā)生器的關鍵控制參數(shù),并據(jù)此優(yōu)化等離子體發(fā)生器的設計方案。
(2)在等離子體燒蝕微觀機理上對內(nèi)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(xiàn)有等離子體發(fā)生器的優(yōu)化設計。
(3)研究等離子體射流發(fā)展規(guī)律,物理特性參數(shù)(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(jù)和技術參考。
本成果主要完成了以下幾方面的研究內(nèi)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(shù)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(guī)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(fā)生器一致性的關鍵因素,并提出了改進方案;獲得了發(fā)生器關鍵設計參數(shù)對其綜合輸出特性的影響規(guī)律;建立了系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(qū)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(jīng)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(yè): | 電力、熱力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè) | 知識產(chǎn)權形式: | 專利 |
| 應用狀態(tài): | 小批量或小范圍應用 | 擬轉(zhuǎn)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(qū)丈八東路168號 | ||
| 單位電話: | 029-88291320 |
聯(lián)系方式
| 聯(lián)系人: | 劉芳莉 | 聯(lián)系人電話: | 029-88291515 | 聯(lián)系人Email: |
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