(4)如果炸药和壳体的参数为常数,则在反应过程中保持不变。
炸药的热反应和热传导遵循Frank-Kamenetskii方程:
(2.1)
上式的物理含义为:左边为单位时间内单位体积炸升高温度所要求的热量,右边第一项为热传导流入或流出的热量,第二项为单位时间内单位体积炸药热分解反应释放的能量,用Arrhenius方程表示为:
(2.2)
上两式中: 为反应物的密度(kg/m3), 为比热容(J/kgK), 为热导率(J/mKs), 为反应分数,Q为反应热(J/kg),A为指前因子(1/s),E为活化能(J/mol),R为气体常数(J/molK)。
本文所用氧化沥青参数取自文献[22],T-09材料参数来自53所调研资料.
2.2.3 用Gambit建立模型划分网格
研究对象是圆筒状战斗部,外层是壳体,内层是炸药,中间加隔热层,用端盖加以密封。
(1)建立模型
(2)划分网格
(3)边界条件类型的制定
(4)输出Mesh文件
2.2.4 用Fluent求解器求解
(1)选择算法和参数
本模型是三文问题,选择三文单精度求解器即可。
(2)网格的相关操作
①读入网格文件。
②检查网格文件。
③设置计算区域尺寸。
④Reorder 网格
(3)选择计算模型
①基本求解器的定义。选择Solver下的Pressure Based压力基求解器;选择Formulation下的Implicit隐示格式,选择Time下的Unsteady非定常。
②湍流模型的选择
③启动能量方程。因为本模型主要计算传热,必须要启动能量方程。
(4)定义材料的物理参数
需要定义壳体以及炸药的材料属性。设定密度(Density)、比热容(Cp)和导热系数(Thermal Conductivity)三个参数。
(5)操作环境的设置
课题研究在一个大气压下进行,重力对模型没有影响,保持默认设置。
(6)导入UDF
选择C文件载入UDF程序。
(7)边界环境的设置
①设置壳体边界条件。
②设置炸药边界条件
③设置外壁边界条件
④设置内壁边界条件
⑤设置隔热层边界条件
(8)迭代计算
①求解控制参数的设置。保持默认设置即可。
②初始化。
③设置迭代频率。
④保存Case和Date文件。
⑤打开残差监视器。
⑥进行迭代求解。
⑦迭代结束。观察到残差监视窗口中能量曲线瞬间增大时表明炸药爆炸,迭代结束。
⑧显示烤燃结果。
3 战斗部的烤燃响应
3.1无隔热层时战斗部的烤燃响应
3.1.1无隔热层时战斗部在不同升温速率下的烤燃时间
1 ℃/min 点火时间19169s 2 ℃/min 点火时间9915s
10 ℃/min 点火时间2133s 50 ℃/min 点火时间453s
100 ℃/min 点火时间233s
图3.1 战斗部在不同升温速率下烤燃温度分布图
从图3.1可以看出,炸药的点火位置随着升温速率的提高改变。升温速率为1 ℃/min 时,炸药的点火时间为19169s,点火位置在药柱两端的中心;升温速率为2 ℃/min 时,炸药的点火时间为9915s,点火位置向药柱两端的边缘移动;升温速率为10 ℃/min 时,炸药的点火时间为2133s,点火位置在药柱两端边缘;升温速率为50 ℃/min、100 ℃/min 时,点火时间分别为453s、233s,点火位置在药柱整个外边缘。从中可以看出,炸药的点火位置变化规律符合理论分析。
- 上一篇:数控机床双驱动直线进给系统性能测试试验台设计
- 下一篇:高端锻造企业车间管理系统设计与研究
-
-
-
-
-
-
-
大众媒体对公共政策制定的影响
杂拟谷盗体内共生菌沃尔...
酸性水汽提装置总汽提塔设计+CAD图纸
十二层带中心支撑钢结构...
中考体育项目与体育教学合理结合的研究
河岸冲刷和泥沙淤积的监测国内外研究现状
当代大学生慈善意识研究+文献综述
电站锅炉暖风器设计任务书
java+mysql车辆管理系统的设计+源代码
乳业同业并购式全产业链...