湍流对铝粉爆炸特性的影响

沈世磊，张奇，马秋菊，李栋，闫华2

（1.北京理工大学爆炸科学与国家重点实验室，北京100081；2.第二炮兵装备研究院，北京100094）

湍流对铝粉爆炸特性的影响

沈世磊1，张奇1，马秋菊1，李栋1，闫华2

（1.北京理工大学爆炸科学与国家重点实验室，北京100081；2.第二炮兵装备研究院，北京100094）

基于流体力学计算理论，对20 L球形密闭容器内铝粉扩散和爆炸过程进行了数值模拟。通过改变点火延迟时间和粉尘浓度，研究了湍流对不同浓度铝粉爆炸特性的影响。研究结果表明：点火延迟时间对铝粉爆炸的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率影响较大，且存在最佳点火延迟时间，此时最大爆炸压力取最大；随着容器内铝粉浓度的增大，最佳点火时间先增大后保持不变，故单一的点火延迟时间并不能真正地反映不同浓度粉尘的爆炸威力；湍流强度和粉尘云分布对最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率都存在影响，粉尘云分布的均匀程度对最大爆炸压力的影响要强于湍流强度；湍流强度对最大爆炸压力上升速率的影响要强于粉尘云的分布。

兵器科学与技术；铝粉；浓度；点火延迟时间；湍流强度

0 引言

铝粉作为活性金属，由于其高效的燃烧率被广泛应用于推进剂、航空燃料和燃料空气炸药（FAE）［1］中。因此研究铝粉的爆炸特性，对于航空和FAE的发展具有重要意义。

粉尘爆炸参数的实验测定往往与所使用仪器设备、实验条件、判据及定义密切相关［2］。粉尘不同于气体，在实验过程中很难使粉尘云绝对均匀，且其均匀性随时间而变化。……