本實用新型涉及火藥燃燒氣體研究領域,具體涉及一種提高火藥燃燒產(chǎn)物導電特性裝置。
背景技術(shù):
磁流體發(fā)電是一種將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的新型發(fā)電方式,具有啟動快,無轉(zhuǎn)動部件,效率高等優(yōu)點。隨著爆炸磁流體發(fā)電機的研究發(fā)展,國內(nèi)外相關學者發(fā)現(xiàn)高能炸藥在燃燒室內(nèi)爆轟能夠形成高溫、高壓等離子體,燃氣具有良好的導電性。美國MHD公司在二十世紀六十年代研制了磁流體發(fā)電裝置:在C4型復合藥柱上加入電離種子,當外加磁場大小為2.8T時,裝置的發(fā)電最大電流達到260kA。俄羅斯開展了RDX/TNT炸藥爆轟產(chǎn)物導電性的研究,其最大電導率為2500S/m。北京理工大學實驗測得TNT在密度為1.520g/cm3時燃氣的最大電導率為18000S/m。
隨著兵器科學技術(shù)的發(fā)展,利用火藥燃燒后高溫產(chǎn)物的導電特性,使化學能轉(zhuǎn)化為電磁能,為高功率脈沖發(fā)電機或者電磁脈沖武器的實現(xiàn)提供了可能。因此,研究燃燒產(chǎn)物的導電特性,把握影響燃燒產(chǎn)物導電特性的因素和變化規(guī)律,對拓寬火藥燃燒性能研究領域和提高磁流體發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)化效率具有重要的理論和應用價值。
對于空氣而言,其電離電位較高,當溫度小于2000K時氣體幾乎不具有導電性?;鹚幦細獾臏囟韧ǔV挥?000K左右,因此,如何在較低的溫度下使氣體具有較高電導率是一個難點問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型設計開發(fā)了一種提高火藥燃燒產(chǎn)物導電特性裝置,本實用新型的目的是解決了測試過程中電磁干擾以及高溫氣體與粉體充分混合均勻的問題。
本實用新型提供的技術(shù)方案為:
一種提高火藥燃燒產(chǎn)物導電特性裝置,其特征在于,包括:
空氣加熱室,其設置有連接管路,用于產(chǎn)生高溫氣體;
粉體注入裝置,其安裝在所述連接管路上,用于將固體火藥顆粒送入所述連接管路,并且在所述連接管路內(nèi)高溫氣體與所述火藥顆?;旌?;
多個噴槍,其同時連接所述連接管路;
電磁鐵,其連接所述連接管路,用于將所述固體火藥顆粒進行燃燒;
絕緣管,其連接所述連接管路,燃燒后的氣體經(jīng)過所述絕緣管進入導電測試裝置;
其中,所述固體火藥顆粒中含有1%~5%的堿金屬鹽添加劑。
優(yōu)選的是,還包括:
氣控開關閥,其安裝在所述空氣加熱室的出氣口處;
質(zhì)量流量計,其安裝在所述氣控開關閥與安裝所述粉體注入裝置的連接管路之間;
平臺,其上通過噴槍支架固定所述噴槍,通過絕緣管支架固定所述絕緣管。
優(yōu)選的是,所述絕緣管為石英玻璃絕緣管;以及
所述連接管路為DN10、PN10不銹鋼管路。
優(yōu)選的是,所述噴槍設置為3個。
優(yōu)選的是,所述堿金屬鹽為碳酸鉀。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的有益效果:本實用新型構(gòu)建含鉀鹽添加劑的火藥燃氣熱電離裝置,使其在測試過程中減少電磁干擾以及能夠使高溫氣體與堿金屬鹽添加劑粉體充分混合均勻,使燃燒氣體在較低的溫度下具有較高電導率。
附圖說明
圖1為本實用新型所述的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型所述的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明,以令本領域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
在本實用新型中,溫氣體由空氣加熱器產(chǎn)生,并與固體顆?;旌虾笮纬蓺夤虄上嗔鬟M入測試身管段,采用低溫等離子體噴槍在管路中注入等離子體,通過電磁鐵在測試身管外施加磁場,研究火藥爆炸后的燃燒氣體在磁場作用下的導電特性。
如圖1、圖2所示,本實用新型設計開發(fā)了一種提高火藥燃燒產(chǎn)物導電特性裝置,其主體結(jié)構(gòu)包括空氣加熱室110、粉體注入裝置120、多個噴槍130、電磁鐵140以及絕緣管150;其中,空氣加熱室110設置有連接管路,用于產(chǎn)生高溫氣體,粉體注入裝置120安裝在連接管路上,用于將固體火藥顆粒送入連接管路,并且在連接管路內(nèi)高溫氣體與火藥顆?;旌希鄠€噴槍130同時連接在連接管路上,電磁鐵140連接在連接管路上,用于將固體火藥顆粒進行燃燒,絕緣管150連接在連接管路上,燃燒后的氣體經(jīng)過絕緣管150進入導電測試裝置;其中,固體火藥顆粒中含有1%~5%的鉀鹽添加劑。
在另一種實施例中,還包括:
氣控開關閥,其安裝在所述空氣加熱室的出氣口處;
質(zhì)量流量計,其安裝在所述氣控開關閥與安裝所述粉體注入裝置的連接管路之間。
在另一種實施例中,還包括:試驗平臺210,在平臺210上通過多個噴槍支架131固定噴槍130,通過絕緣管支架151固定絕緣管150;同時,在本實施例中,試驗平臺210用于固定燃氣發(fā)生器和試驗段,根據(jù)試驗系統(tǒng)的特點,試驗設備采用鋼制剛性臺架,根據(jù)發(fā)生器和試驗段的固定要求進行非標設計,試驗平臺210與地面的固定方式為M20地腳螺栓或膨脹螺栓。發(fā)生器的供應管路上設計柔性段以便進行調(diào)整,并且由于尾氣的溫度很高、動能較大,直接排放比較危險,所以需要設計降溫降噪環(huán)節(jié),本實施例采用將尾氣封閉在管道中噴水冷卻后抽吸的方法進行處理。尾氣溫度控制在100℃以內(nèi)。
在另一種實施例中,絕緣管150為石英玻璃絕緣管,連接管路為DN10、PN10不銹鋼管路。
在另一種實施例中,噴槍130設置為3個,分別為噴槍130a、噴槍130b、噴槍130c。
在另一種實施例中,鉀鹽為碳酸鉀。
在本實用新型中,由固體火藥的燃燒機理可知,火藥主要由C、H、O、N四種元素組成。在燃燒過程中,生成的產(chǎn)物主要為N2、CO、CO2、H2O等。由于火藥燃氣的燃溫只有3000K左右,氣體電離程度較弱,因此,在火藥中添加少量電離電位較低的化合物碳酸鉀,增加燃燒產(chǎn)物的電離度,可提高燃氣的導電性。
盡管本實用新型的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用,它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地實現(xiàn)另外的修改,因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本實用新型并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。