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提高电引火药头发火精度的研究

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摘要

绪论

1.1 研究背景

1.1.1 电引火药头简要介绍

1.1.2 电引火药头发火过程

1.2 国内外研究现状

1.2.1 桥丝

1.2.2 药剂组分

1.2.3 结构和工艺

1.3 论文研究目的、内容及意义

1.3.1 论文研究目的

1.3.2 论文研究内容

1.3.3 论文研究意义

2 影响电引火药头发火精度的因素

2.1 桥丝

2.1.1 桥丝材质

2.1.2 桥丝尺寸

2.2 药剂

2.2.1 药剂成分

2.2.2 药剂粒度

2.3 药头

2.3.1 药头密度

2.3.2 药头尺寸

3 高氯酸钾颗粒度对电引火药头发火精度的影响

3.1 实验原理

3.2 实验材料和设备

3.2.1 实验材料

3.2.2 实验设备

3.3 粒度分析

3.4 药头发火实验

3.5 分析及小结

4 桥丝裹硝化棉胶液对电引火药头发火精度的影响

4.1 实验原理

4.2 硝化棉概述

4.3 胶液配比实验

4.4 药头发火实验

4.5 分析和小结

5 最小发火电流及最大安全电流测试

5.1 实验原理

5.2 实验材料和设备

5.2.1 实验材料

5.2.2 实验设备

5.3 实验过程

5.4 分析及小结

6 桥丝传热数学模型计算

6.1 恒定电流电引火药头发火过程

6.2 桥丝-药剂系统传热过程

6.2.1 热传导基本模型分析

6.3 恒定电流通电下电引火药头的传热模型

6.3.1 桥丝温度方程

6.3.2 药剂温度方程

6.4 传热模型计算

6.5 分析及小结

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果

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摘要

国内雷管延期时间精度与国外先进水平相比,有较大差距。电雷管延期时间除了延期药燃烧时间与猛炸药爆炸时间,还包括药头自通电至药头燃烧及点燃起爆药或延期药的时间。电引火药头燃烧时间精度不仅影响火药延期雷管延期精度,也影响数码电子延期雷管延期精度。我们所用的药头,其中一主要成分是高氯酸钾。生产厂家按用途将其分为烟花型和鞭炮型,其主要区别是颗粒大小不同,鞭炮型的颗粒明显小。我们分别用这两种高氯酸钾,配制药头药,制成药头,用高速摄影仪记录其燃烧过程,计算其燃烧时间。研究这两种不同高氯酸钾,以及细度对延期精度的影响。实验表明,颗粒更细的鞭炮型,通电后更快着火,时间也更加一致。
  本研究认为,过去直接在桥丝上蘸药生产的药头,不同药头之间,气泡大小不均,桥丝接触状态不同,会明显增大其着火时间误差。而在桥丝上先蘸硝化棉胶液,后蘸药,减小了桥丝对其上物质的加热速度误差,可明显提高药头着火时间精度。这是因为胶与桥丝紧密接触,再加上其内几乎没有气泡,均质性较好,在给桥丝通电后,桥丝全部长度加热其上的胶,胶燃烧后再引燃火药,这样就消除了桥丝加热药剂面积不同,和传热过程的差异,减小了着火时间误差。实验表明,在桥丝上先蘸胶再蘸药剂,能将药头燃烧时间误差控制在±0.6 ms,与原生产工艺药头误差±1.5ms相比,减小约50%。本文假设了桥丝分别被胶包裹(蘸胶)和完全处于气泡中(不蘸胶的极端情况)的两种情景。分析了桥丝点燃药头药的物理过程,建立了热守恒方程,用Matlab程序计算了两种情况下了桥丝的升温速度。计算表明,前者升温速度比后者慢,即前者传给胶热量的速度,比后者传给药的速度快。这与我们实验中,通电后,蘸胶的着火更快,是一致的。

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