發(fā)射藥氧平衡對燃燒產(chǎn)物濃度影響計算

..WORD整理版專業(yè)資料學(xué)習(xí)參考目錄TOC\o"1-3"\h\u134251引言.50690947.490966由表3.6計算結(jié)果可知,增加二硝基甲苯含量,氧平衡降低。對比表3.2可見,當(dāng)火藥氧平衡降低時,火藥的不完全氧化現(xiàn)象表現(xiàn)的更為明顯,生成焓較小的CO2和H2O的生成量降低,根據(jù)原子守恒原理,CO和H2的生成量則增加。由于N為載氣體,只有在下面的解離反應(yīng)中才會與O由關(guān)聯(lián)H2O+1/2N2H2+NO解離程度不大,因此N2的生成量不會隨氧平衡的改變而產(chǎn)生較大浮動。此時完全氧化程度降低,但比容有所增加。3.3小結(jié)火藥的氧平衡直接影響著火藥的燃燒產(chǎn)物濃度及比容。氧平衡的提高,可以使可燃元素燃燒的更完全,火藥的完全氧化程度越大。另外,氧化元素O的摩爾物質(zhì)的量較可燃元素C、H均大,因此氧平衡的提高會使火藥的火藥中C、H元素相對減少,生成氣體也隨之減少,故而比容通常會降低。4結(jié)論本文根據(jù)最小吉布斯自由能法建立數(shù)學(xué)模型求火藥燃燒產(chǎn)物濃度。在求解過程中,以平衡迭代法計算初始值,以列主元法計算求解線性方程組。以SF-2火藥為例,計算其燃燒產(chǎn)物濃度,并改變SF-2火藥中的各組分比例,使其氧平衡發(fā)生變化,前后的計算結(jié)果對比表明：①當(dāng)改變火藥組分比使火藥氧平衡提高時,標(biāo)準(zhǔn)生成焓較大的CO、H2更易充分燃燒生成標(biāo)準(zhǔn)生成焓較小的CO2和H2O,致使CO、H2含量相對降低,CO2、H2O含量相對增加；相應(yīng)地,改變火藥組分比使氧平衡降低則會使產(chǎn)物發(fā)生與之相反的變化。因此在火藥設(shè)計中,要綜合考慮武器對火藥的性能要求,合理選取氧平衡,調(diào)節(jié)放熱量與比容,減少有毒有害氣體的產(chǎn)生,保障工作人員的安全。②由平衡迭代法求解的初始值與燃燒產(chǎn)物實際濃度相差不多,因而減少了后續(xù)工作的計算量。從上面例子可以看出,利用最小自由能法可以計算火藥燃燒產(chǎn)物濃度,進(jìn)而為研究火藥燃燒性能與能量性能奠定基礎(chǔ),使火藥的配方設(shè)計更具針對性。但是,該計算的不足之處在于只是考慮了理想狀態(tài)下的氣體產(chǎn)物。在實際計算中還應(yīng)考慮固態(tài)產(chǎn)物和實際氣體,計算量會加大。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,這個問題會得到很好的解決。附錄C語言程序代碼#include<stdio.h>#include<math.h>#definen5#defineP300000#defineT3500#defineR8.314#defineK7.822floatini<floata,floatb,floatc,floatd,inti>{floatx[5],A;A=<K*<a+b/2-c>+c>/<2*<K-1>>;x[0]=-A+sqrt<A*A+a*<c-a>/<K-1>>;x[1]=a-x[0];x[2]=c-a-x[0];x[3]=b/2-x[2];x[4]=d/2;return<x[i]>;}floatcal<floatB[n][n+1],intt>{floatm,p,x[5];inti,j,k,q;for<i=0;i<=n-2;i++>{m=fabs<B[i][i]>;j=i;for<k=i+1;k<=n-1;k++>if<fabs<B[k][i]>>m>{m=fabs<B[k][i]>;j=k;}for<q=i;q<=n;q++>{p=B[i][q];B[i][q]=B[j][q];B[j][q]=p;}for<k=i+1;k<=n-1;k++>{m=-B[k][i]/B[i][i];for<j=i;j<=n;j++>B[k][j]+=m*B[i][j];}}x[n]=B[n][n+1]/B[n][n];for<i=n-1;i>=0;i-->{p=0.0;for<j=i+1;j<=n-1;j++>p=p+B[i][j]*x[j];x[i]=<B[i][n]-p>/B[i][i];}returnx[t];}voidmain<>{floattemp,min,di,x[11],y[11],C[11],z[11],s[5]={0.0},B[5][6]={0},Gm[11]={-1412297.8,-975783.55,-1119951.55,-622513.9,-842503.9,-295786.7,-771454.8,-898911.4,-428669.8,-175946.3,-824347.15},G[11],sum[5]={0.0},PI[5],a,b,c,d,yave=0.0,u,subi,v,t[11]={0.0};doubleA[11][4]={{1,0,2,0},{1,0,1,0},{0,2,1,0},{0,2,0,0},{0,0,0,2},{0,1,0,0},{0,1,1,0},{0,0,2,0},{0,0,1,0},{0,0,0,1},{0,0,1,1}},r[4][4]={0};inti,j,k;printf<"input:a,b,c,d\n">;scanf<"%f,%f,%f,%f",&a,&b,&c,&d>;printf<"燃燒產(chǎn)物初始濃度為:\n">;for<k=0;k<=4;k++>x[k]=ini<a,b,c,d,k>;for<i=5;i<=10;i++>x[i]=1e-5;do{for<i=0;i<=10;i++>y[i]=x[i];for<i=0;i<=10;i++>yave+=y[i];for<i=0;i<=10;i++>C[i]=<<Gm[i]>/<R*T>+log<P/101.325>>;for<i=0;i<=10;i++>G[i]=y[i]*<C[i]+log<y[i]>-log<yave>>;for<j=0;j<=3;j++>for<i=0;i<=10;i++>sum[j]+=A[i][j]*G[i];for<i=0;i<=10;i++>sum[4]+=G[i];for<j=0;j<=3;j++>for<k=j;k<=3;k++>for<i=0;i<=10;i++>{r[j][k]+=A[i][j]*A[i][k]*y[i];r[k][j]=r[j][k];}for<j=0;j<=3;j++>for<i=0;i<=10;i++>s[j]+=A[i][j]*y[i];for<i=0;i<=3;i++>for<j=0;j<=3;j++>B[i][j]=r[i][j];for<i=0;i<=3;i++>B[i][4]=s[i];for<j=0;j<=3;j++>B[4][j]=s[j];for<i=0;i<=4;i++>B[i][5]=sum[i];for<j=0;j<=4;j++>PI[j]=cal<B,j>;for<i=0;i<=10;i++>for<j=0;j<=3;j++>t[i]+=A[i][j]*PI[j];for<i=0;i<=10;i++>x[i]=y[i]*<1+PI[4]>+t[i]*y[i]-G[i];for<i=0;i<=10;i++>printf<"x[%d]=%f\n",i,x[i]>;floatu[11]={0};j=0;for<i=0;i<=10;i++>if<x[i]<0>{temp=y[i]/<y[i]-x[i]>;u[j++]=temp;}v=u[0];for<i=0;i<=10;i++>if<u[i]<v>v=u[i];for<i=0;i<=10;i++>{subi=x[i]-y[i];z[i]=y[i]+subi*v;x[i]=z[i];}floatoo[11];for<i=0;i<=10;i++>oo[i]=<x[i]-y[i]>/y[i];min=oo[0];for<i=0;i<=10;i++>if<min>oo[i]>min=oo[i];}while<min>=1e-5>;}參考文獻(xiàn)[1]呂秉峰,劉幼平,董鳳云等.定容條件下火藥實際燃燒規(guī)律的數(shù)值模擬.火炸藥學(xué)報,2007,12<6>[2]徐復(fù)明.低敏感高能發(fā)射藥—新配方、裝藥、點火和理論模擬技術(shù).火炸藥學(xué)報,2003,26<4>[3]鄭東升,梁磊.提高發(fā)射藥氧平衡的途徑.XX化工,2009,29<4>[4]黃人駿.火藥設(shè)計基礎(chǔ).北京：北京理工大學(xué)出版社.1997[5]田豐,楊慧群,張俊.密閉爆發(fā)器實驗中熱散失修正方法研究.XX化工.2011,31〔1[6]HaganMT,DemuthHB．Neuralnetworkdesign.PWSPublishingCompany.2006,4[7]ConklingJA．Chemistryofpyrotechnics．MarcelDekker,Inc．2005,6[8]劉繼華.火炸藥物理化學(xué)性能.北京：北京理工大學(xué)出版社.1997[9]萬俊華,鐘宏偉.雙基火箭火藥燃燒產(chǎn)物平衡成分的快速計算方法.兵工學(xué)報箭彈分冊.2000,1[10]莊寶元.硝銨炸藥零氧平衡三元組分圖算法的應(yīng)用.兵工學(xué)報.2000,4<6>[11]崔慶忠,焦清介,任慧等.用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測黑火藥燃燒性能.北京理工大學(xué)學(xué)報.2007,6<27>[12]薩白,張兆鈞.密閉爆發(fā)器測試技術(shù)在我國的進(jìn)展與展望.火炸藥學(xué)報.2011,1[13]張勁民,袁華,何鐵山等.煙箱法測試固體推進(jìn)劑與煙光學(xué)透過率.火炸藥學(xué)報.2005,1<28>[14]陳明華,焦清介.MTV煙火劑的燃燒性能計算.火炸藥學(xué)報.2002,3[15]呂智星,賀增弟,蕭忠良.單基發(fā)射藥氧平衡調(diào)節(jié)探討.含能材料.2010,18<5>[16]趙志建,劉明偉,李利.多基硝胺火藥穩(wěn)態(tài)燃燒模型.兵工學(xué)報.2000,6<28>[17]崔慶忠,焦清介.基于最小自由能原理設(shè)計黑火藥組成.含能材料.2004,12<4>[18]陳基明.計算方法.上海：上海大學(xué)出版社.2007[19]劉東堯,趙振宇,余永剛等.阻燃劑包覆藥與常規(guī)火藥混合物的密閉爆發(fā)器燃燒試驗及數(shù)值計算.火炸藥學(xué)報.2011,34<4>[20]黃強(qiáng),王為奎,耿廣龍.RDX含量對火藥燃燒性能的影響.XX兵工學(xué)報.2011[21]宋東明,潘功配,王乃巖.基于最小自由能法的煙火藥燃燒產(chǎn)物預(yù)測模型.彈箭與制導(dǎo)學(xué)報.2006,26<1>[22]文以民.密閉爆發(fā)器實驗技術(shù)的發(fā)展.火藥與炸藥.1976,1[23]賀增弟,蔡鎖章.火藥燃燒平衡組成計算中的最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型.火炸藥學(xué)報.2003,05-0332-04[24]丁慧哲,王海亮.基于氧平衡理論的雙晌爆晌藥配方調(diào)整.火工品.2011,04<03>[25]陸明,呂春緒.氧平衡對粉狀硝銨炸藥爆炸性能影響的數(shù)學(xué)計算方法.兵工學(xué)報.2004,25<2>[26]TsuneyoshiMatsuoka,HarunoriNagata.Combustioncharacteristicsoftheendburninghybridrocketsi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