爆轰产物组成和爆轰参数计算方法的理论研究

杜明燃 汪旭光 郭子如 颜事龙

杜明燃, 汪旭光, 郭子如, 颜事龙. 爆轰产物组成和爆轰参数计算方法的理论研究[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(4): 449-453. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0449-05
引用本文: 杜明燃, 汪旭光, 郭子如, 颜事龙. 爆轰产物组成和爆轰参数计算方法的理论研究[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(4): 449-453. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0449-05
Du Ming-ran, Wang Xu-guang, Guo Zi-ru, Yan Shi-long. Theoretical studies for calculating the detonation products and properties of explosives[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(4): 449-453. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0449-05
Citation: Du Ming-ran, Wang Xu-guang, Guo Zi-ru, Yan Shi-long. Theoretical studies for calculating the detonation products and properties of explosives[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(4): 449-453. doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0449-05

爆轰产物组成和爆轰参数计算方法的理论研究

doi: 10.11883/1001-1455(2015)04-0449-05
基金项目: 国家自然科学基金项目(51134012)
详细信息
    作者简介:

    杜明燃(1987-), 男, 博士研究生, dumingranaust@163.com

  • 中图分类号: O381

Theoretical studies for calculating the detonation products and properties of explosives

  • 摘要: 为实现爆轰产物组成和爆轰参数的计算,采用拉格朗日乘数法和牛顿迭代的方法预测爆轰产物组成,利用BKW状态方程预测爆轰参数,在0~600 GPa和300~15 000 K压力温度范围内选取金刚石作为碳的生成相;对爆轰产物系统采用最小自由能原理,结合牛顿迭代法求解爆轰产物的化学平衡方程组;对BKW状态方程参数提出修订,取α=0.5,β=0.298,θ=6 620,κ=9.50;采用自编程序实现计算过程。使用此方法和Hugoniot关系计算密度为1.77 g/cm3的PETN爆轰CJ点爆轰参数验证计算精度,结果显示计算与实验结果的误差均小于1%。利用此方法结合Hugoniot关系预测出爆轰CJ点的产物密度为2.43 g/cm3
  • 表  1  BKW状态方程参数取值

    Table  1.   The parameter values of BKW equition of state

    炸药αβθκ
    RDX0.50.1640010.91
    工业炸药0.50.162 89010.91
    本文中0.50.2986 6209.50
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    表  2  每摩尔PETN炸药CJ点爆轰产物组成

    Table  2.   Compositions of detonation products per mole of PETN explosive at CJ point

    方法n(CO2)/moln(CO)/moln(N2)/moln(O2)/moln(H2)/mol
    BKW[1, 2]3.950 90.096 21.999 21.359 1×10-50.568 9×10-4
    LJD[1, 2]3.779 00.446 91.969 500.480 4×10-1
    WCA[13]3.934 90.154 61.991 74.494 3×10-53.989 5×10-4
    本文3.999 50.001 11.999 91.190 4×10-52.077 7×10-4
    方法n(H2O)/moln(NH3)/moln(NO)/moln(CH4)/moln(C)/mol
    BKW[1, 2]3.998 61.327 5×10-42.244 1×10-40.537 3×10-50.951 6
    LJD[1, 2]3.929 100.619 5×10-11.197 9×10-20.759 8
    WCA[13]3.975 21.629 0×10-23.141 7×10-400.910 5
    本文3.999 77.354 8×10-84.530 7×10-65.482 0×10-60.999 1
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    表  3  PETN(1.77 g/cm3)炸药爆轰CJ点的爆轰参数

    Table  3.   Detonation parameter of CJ for PETN explosive(1.77 g/cm3)

    方法p/GPaD/(m·s-1)T/K方法p/GPaD/(m·s-1)T/K
    WCA[2]31.58 4164 349LJD[6]28.58 0874 378
    BKW[5]31.88 4212 833WCA[7]33.498 5403 237
    实验[2]33.58 3003 400本文33.538 3423 473
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-04-12
  • 修回日期:  2014-02-27
  • 刊出日期:  2015-08-10

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