1．2  炸药燃烧与爆轰国内外研究现状

1．3  本文的主要研究内容及工作

国内外对炸药烧转爆轰的研究已经有很长的一段历史，这方面的研究在理论上和实际上都有很大的意义，对炸药使用的安全性，特别是在雷管的设计和火药的燃烧问题上，显得特别重要。对于已经提出的燃烧模型及燃烧理仍然需要完善，而且炸药燃速与压力之间的关系的研究相对较少。在DDT数值模拟方面，一维模拟与二维定常与非定常流动计算已经相对有实用价值，但三维的数值模拟仍然需要进一步的研究。因此，开展相关工作也就十分必要，本文研究的主要工作就是针对8701炸药（黑索今、二硝基甲苯、聚醋酸乙烯酯、硬脂酸）建立端面燃烧模型，从理论上计算燃速与外界压力之间的关系，并加以实验验证。研究8701炸药的燃烧机理与规律，得出其稳定燃烧与稳定爆轰的界限，为炸药的安全使用作出依据。

2  炸药燃烧基本理论

2．1  引言

依据用途的不同，炸药可分为起爆药、猛炸药、烟火药、火药（推进剂）四种。常见的起爆药：叠氮化铅、叠氮化铜、雷汞、二硝基重氮酚、特屈拉辛等。猛炸药可以是化合物也可以是混合物，化合物的代表有：TNT、特屈儿（TE）、RDX、HMX等；混合物的代表有：TNT-RDX混合炸药。推进剂则可分为单基推进剂、双基推进剂及复合推进剂。

这几类炸药燃烧的稳定性有很大的差别。其中，起爆药最不稳定，其燃烧容易转变为爆轰。火药燃烧的稳定性最好，在几十兆帕的火箭发动机甚至上百兆帕的火炮中仍然可以稳定燃烧。炸药的稳定性介于前面两者之间，即根据所处环境不同，有爆燃、燃烧转爆轰、爆轰三种状态。

因为固体爆炸物的品种非常繁多，状态各异，其物理化学性能及力学性能也有一定的差别，故要研究它们的燃烧是难以用统一的数学物理模型来描述的，必须对不同性质的物质建立不同的燃烧模型。

对凝聚相炸药而言，由于其挥发性不一样，其燃烧的历程也不一样。主要表现为进行化学反应的相态不同。目前认为，挥发性爆炸物燃烧时的化学反应是在气相中进行的；难挥发性爆炸物则既有气相反应又有固相反应。

2．2  挥发性炸药的燃烧理论

1938年前苏联科学家别梁也夫提出了挥发性炸药的燃烧理论，他将炸药在气相中燃烧作为凝聚炸药燃烧理论的前提。别梁也夫的根据是：在点燃或已经燃烧时，传给炸药表面的能量，不仅用于活化分子使其反应，而且还用于使其蒸发。蒸发速度大于反应速度，因此是凝聚相蒸发为蒸气后再进行燃烧的化学反应。

炸药在燃烧时，表面的一层得到热量Q。在热作用下，这一层炸药的温度升高至T。由于温度的升高，一方面发生速度等于 (设为一分子反应)的反应，其中 为加热层的质量；另一方面蒸发的速度可用 表示，其中 指在一定条件下具有蒸发能力的物质质量， 为每秒内分子扰动的次数， 为蒸发热。现在将包括在公式中的各因素进行比较。

1. 首先比较 和 

如果当炸药的蒸气压力大于外部压力时，则整个物质将发生蒸发；

如果在温度T时，炸药蒸气压力小于外部压力时，则炸药仅可以表面蒸发，而不能从全部加热层蒸发，此时 。

炸药燃烧时，热量仅传于表面，而表面层因蒸发关系，热量不会大量深入物质内部，因而 与 不应相差太大。一级反应时，A值的物理意义与v（每秒内分子扰动的次数）一样，约等于 。

2. 外界气体压力对8701炸药燃烧影响研究(3):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_65171.html