三种柴油基燃料的成雾及燃爆性能研究

摘要

为了减小柴油着火爆炸的危险性，目前已经研制出了阻燃柴油和阻燃抑爆柴油这两种柴油基燃料，他们在军事和交通运输方面的应用都十分广泛。本文基于前人的研究成果，系统研究柴油、阻燃柴油、阻燃抑爆柴油在激波作用下液滴变形、破碎和雾化的过程、爆炸抛撒形成的云雾尺寸，及在电火花作用下产生的燃烧波特性、爆炸场中的最小点火能和爆炸火球情况。主要研究结论如下:
　　(1)燃料的粘性力越大，Ohnesorge数Oh数越大，液滴粒径越大，液滴破碎所需时间越长，雾化越不充分。
　　(2)关于三种柴油基燃料爆炸抛撒形成的云雾尺寸，柴油的最大，阻燃柴油次之，阻燃抑爆柴油最小;柴油液滴的破碎属于混合破碎;阻燃柴油和阻燃抑爆柴油则属于剥离破碎，但由于后者粘性力最大，液滴破碎所需时间最长，雾化的最不充分。
　　(3)柴油、阻燃柴油、阻燃抑爆柴油的最小点火能分别为0.66MJ/m2、1.12MJ/m2、2.1MJ/m2。相同条件下，柴油爆炸火球的持续时间是阻燃柴油的1.4倍，是阻燃抑爆柴油的2.3倍，火球面积是阻燃柴油的2.6倍，是阻燃抑爆柴油的6.5倍。柴油爆炸火球总辐射能量是阻燃柴油的1.6倍，是阻燃抑爆柴油的3倍。火球最高温度阻燃柴油较柴油下降35％，阻燃抑爆柴油较阻燃柴油下降23％;火球最大直径和高度阻燃柴油较柴油下降54％、42％，阻燃抑爆柴油较阻燃柴油下降46％、55％;火球持续时间阻燃柴油较柴油下降38％，阻燃抑爆柴油较阻燃柴油下降47％。
　　(4)阻燃柴油中的水在爆炸场起到降温、隔绝空气、稀释气态燃料的三重作用;阻燃抑爆柴油中的高分子聚合物和复合抗抛撒剂改变了其理化特性，使其粘性力最大，雾化最不充分。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的背景和意义

1．2 国内外研究

1．2．1 柴油基燃料的研究进展

1．2．2 柴油基燃料的成雾及燃爆性能研究进展

1．3 本文的主要工作和研究内容

2 激波作用下液膜成雾的理论研究

2．1 引言

2．2 激波与液滴作用的理论基础研究

2．2．1 无量纲参数的引入

2．2．2 液滴变形与破碎的多种形式

2．3 激波与液膜作用的理论研究

2．3．1 液膜与液滴的类比性

2．3．2 激波作用下液膜的变形和破碎

2．4 本章小结

3 三种柴油基燃料抛撒成雾的实验研究

3．1 引言

3．2 实验装置及测试系统

3．2．1 实验装置及方法

3．2．2 测试系统

3．2．3 实验条件的确定

3．3 实验结果与分析

3．3．1 三种燃料在激波作用下变形、破碎过程的研究

3．3．2 三种燃料在激波作用下变形、破碎结果分析

3．3．3 三种燃料爆炸抛撒成雾过程研究

3．3．4 三种燃料爆炸云雾尺寸结果分析

3．3．5 三种燃料成雾结果分析

3．4 本章小结

4 三种柴油基燃料燃爆性能的实验研究

4．1 引言

4．2 实验装置及测试系统

4．2．1 实验装置及方法

4．2．2 测试系统

4．2．3 红外热成像测温原理

4．2．4 点火能量的计算

4．2．5 最小点火能的测定方法

4．3 实验结果与分析

4．3．1 三种燃料燃烧波的成长规律探究

4．3．2 三种燃料的最小点火能及爆炸火球研究

4．3．3 三种燃料燃爆特性结果分析

4．4 本章小结

5 结束语

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间学术成果

攻读硕士学位期间获奖情况

攻读硕士学位期间参加的科学研究情况