化学化工
等离子体增强燃烧关键技术研究
成果概况
成果类别: | 应用技术 | 体现形式: | 新技术 | 课题来源: | 自选课题 |
起止时间: | 2008.03 至2014.01 | 研究形式: | 与院校合作 | 所处阶段: | 中期阶段 |
成果属性: | 原始性创新 |
成果简介
等离子体点火技术是电热化学发射中的关键技术之一。采用等离子体点火具有很多优势:第一,等离子体点火可以使火炮实现高装填密度发射,并可以使用传统方式难以点火的高能低敏感含能材料;第二,可以有效地缩短火炮发射装药的点火延迟时间;第三,能够实现温度补偿机制,从而减少炮口动能的变化,降低弹丸散布。
美国、英国、法国、德国、俄罗斯、中国等国家均在不同程度上开展着电热化学炮的相关基础理论、关键技术和工程应用研究,并取得了一定的进展。
要实现等离子体增强燃烧技术上的突破,需要研究以下几个关键问题:
(1)在等离子体发生器参数优化方面,需要找出等离子体发生器的关键控制参数,并据此优化等离子体发生器的设计方案。
(2)在等离子体烧蚀微观机理上对内部物理过程进行更为深入的探索,特别是考虑烧蚀与沉积的双向过程,并指导现有等离子体发生器的优化设计。
(3)研究等离子体射流发展规律,物理特性参数(如温度、压力、速度等)分布,测试技术以及射流的控制机理。
(4)探索等离子体射流与含能材料作用微观物理机理,特别是含能材料被点燃前的气化过程,以及含能材料类型对等离子体点火效能的影响,并为新型含能材料的研究提供理论依据和技术参考。
本成果主要完成了以下几方面的研究内容:
(1)在等离子体作用下毛细管壁烧蚀特性的研究方面:研究了动力学烧蚀模型的关键影响因素;建立了综合考虑温度和压强对等离子体参数影响的、物理机制更为完备的动力学烧蚀模型。
(2)在毛细管放电过程的理论建模方面:建立了考虑烧蚀/沉积的双向作用的毛细管放电二维磁流体动力学模型,掌握了等离子体与管壁间综合作用对等离子体特性的影响规律。
(3)在等离子体点火增强含能材料燃烧的实验研究方面:掌握了影响等离子体发生器一致性的关键因素,并提出了改进方案;获得了发生器关键设计参数对其综合输出特性的影响规律;建立了系统的精密实验诊断平台。
(4)在等离子体与含能材料的作用机理及新型含能材料研制方面:建立了考虑含能材料侵蚀影响的等离子体与含能材料作用模型;明确了新型低敏感高能量密度含能材料与传统含能材料在等离子体作用下的特性差异;并配合研制了多种新型含能材料。
除了在电热化学发射技术方面的应用外,项目成果可为毛细管放电等离子体在材料表面改性、激光驱动粒子加速、有害有机化合物分解等领域的应用提供一定的借鉴,社会和经济效益显著,具有广阔的推广应用前景。
应用前景
主要应用行业: | 电力、热力、燃气及水的生产和供应业 | 知识产权形式: | 专利 |
应用状态: | 小批量或小范围应用 | 拟转化方式: |
单位概况
完成单位: | 西安近代化学研究所 | ||
单位地址: | 陕西省西安市雁塔区丈八东路168号 | ||
单位电话: | 029-88291320 |
联系方式
联系人: | 刘芳莉 | 联系人电话: | 029-88291515 | 联系人Email: |