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烟火药燃烧粒子流场的实验研究与数学模型
  • ISSN号:1006-9941
  • 期刊名称:《含能材料》
  • 时间:0
  • 分类:TJ530.2[兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
  • 作者机构:[1]南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094, [2]南京理工大学化工学院,江苏南京210094, [3]南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京211167
  • 相关基金:国家自然科学基金资助(51076066,21207066)
中文摘要:

烟火药的点火能力、光辐射效率等性能与其火焰中燃烧粒子的速度分布相关。利用高速摄影仪对以高氯酸钾、镁粉和硝化棉等构成的烟火药的燃烧粒子的分布进行了实验研究,并根据相关算法对流场进行了数学模拟。通过二值化图像处理方法对高速摄影仪摄取到的连续图片进行了粒子的跟踪统计与速度矢量的分析。通过灰度值加权质心计算法计算出每个正在燃烧粒子的运动轨迹,并建立了正在燃烧粒子运动矢量的数学模型。结果表明: 在分析烟火药燃烧粒子的重力、浮力和曳力等条件的影响下,可以建立燃烧反应粒子的坐标与速度的粒子轨迹模型,进而得到燃烧粒子的速度区域分布,该模型能够较好地体现烟火药的火焰粒子的轨迹特征与火焰结构。

英文摘要:

The ignition ability and radiant efficiency. performances for pyrotechnic composition are related to the velocity distribution of the burning particles in its flame. Experimental research on the distribution of burning particles of the pyrotechnic composition composed of potassium perchlorate, magnesium powder and nitrocellulose was performed by a high-speed camera (HSC) photography and the mathematical modeling of flow field was carried out according to the related algorithm. The tracking statistics of particles and the analysis of velocity vector to the continuous images obtained by HSC were carried out through the succession image processing methods.The motion trajectory of the burning particles was calculated by a grey value weighted centroid method and the mathematical model of of burning particle motion vector was established. Results show that under the influence of taking into account the gravity, buoyancy, drag force etc. conditions,the coordinate of burning reaction particle and the particle trajectory model of velocity can be established, and the regional distribution of the burning particles velocity is obtained. The model can reflect preferably the characteristic of trajectory of flame particle and the flame structure of pyrotechnic composition.

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期刊信息
  • 《含能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科协
  • 主办单位:中国工程物理研究院
  • 主编:田勇
  • 地址:四川省绵阳市919信箱310分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:HNCL01@caep.cn
  • 电话:0816-2485362
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-9941
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1489/TK
  • 邮发代号:62-31
  • 获奖情况:
  • 获首届《中国学术期刊(光盘版)检索与评价数据规...,四川省第二届优秀期刊评比中荣获编辑加工奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5442