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第1章 绪论1

参考文献6

第一篇 气相爆轰研究基础及现象第2章 气相爆轰理论基础13

2.1 爆轰波基本方程13

2.1.1 守恒方程13

2.1.2 爆轰反应方程14

2.1.3 爆轰产物状态方程16

2.2 爆轰基本模型17

2.2.1 CJ理论17

2.2.2 ZND模型17

2.3 爆轰波、爆燃波基本关系18

2.3.1 瑞利线和雨果尼奥曲线18

2.3.2 CJ解的性质讨论21

2.3.3 雨果尼奥关系讨论23

2.3.4 沿着雨果尼奥曲线熵的变化规律27

2.3.5 爆燃波的基本方程和关系31

2.4 强点源爆炸引起爆轰问题35

2.4.1 强点源爆炸波35

2.4.2 强点爆炸波衰减规律讨论37

2.4.3 爆炸波能量方程40

2.4.4 爆轰内核尺寸及临界起爆能量44

参考文献45

第3章 爆轰测试技术46

3.1 爆轰波压力信号采集46

3.1.1 压阻式传感器46

3.1.2 压电式传感器46

3.2 爆轰波到达时间测量47

3.2.1 离子探针47

3.2.2 光学探针48

3.2.3 光纤传感器48

3.2.4 冲击波探针49

3.3 爆轰反应图像捕捉50

3.3.1 烟熏技术50

3.3.2 纹影技术51

3.3.3 激光诱导荧光技术52

3.3.4 高速扫描成像技术56

参考文献58

第4章 可燃混合气体中爆轰现象60

4.1 爆轰波传播现象60

4.1.1 实验观察60

4.1.2 爆轰形成机理63

4.1.3 边界条件对爆轰的影响67

4.1.4 爆轰动态参数72

4.2 直接起爆引起爆轰现象82

4.2.1 直接起爆的方法84

4.2.2 临界起爆能量87

4.2.3 研究直接起爆面临的问题91

参考文献92

第二篇 爆轰状态与爆轰波结构第5章 爆轰接近极限时的传播机理与结构99

5.1 实验系统和方法100

5.1.1 实验装置100

5.1.2 点火系统101

5.1.3 混合气体的选择101

5.1.4 实验步骤101

5.1.5 实验技术与现象判断102

5.2 爆轰速度分析103

5.2.1 圆管内爆轰波速度104

5.2.2 环形管内爆轰波速度106

5.2.3 ZND诱导区长度分析109

5.3 爆轰结构分析111

5.3.1 爆轰极限内的胞格结构111

5.3.2 接近爆轰极限时的胞格结构113

5.3.3 接近爆轰极限时的螺旋爆轰结构119

5.4 超压分析121

5.4.1 爆轰极限内的爆轰波超压121

5.4.2 接近爆轰极限时的爆轰波超压122

5.4.3 爆轰极限之外的爆燃波超压123

参考文献123

第6章 爆轰胞格尺寸的测量与分析125

6.1 实验系统和方法126

6.1.1 混合气体的预混方法126

6.1.2 测试装置127

6.1.3 测试方法127

6.1.4 实验条件128

6.1.5 爆轰速度测量128

6.1.6 爆轰胞格尺寸的测量方法130

6.2 可燃混合气体的爆轰胞格131

6.2.1 燃料与氧气混合气体131

6.2.2 燃料与空气混合气体133

6.2.3 惰性气体稀释的混合气体135

6.3 爆轰胞格的规律分析136

6.3.1 初始压力的影响136

6.3.2 当量比的影响136

6.3.3 惰性气体稀释的影响137

6.4 胞格结构中的化学反应过程分析138

6.4.1 稳定胞格结构139

6.4.2 中度不稳定胞格结构141

6.4.3 极不稳定胞格结构142

6.5 爆轰胞格的预测143

6.5.1 拟合曲线法143

6.5.2 Ng模型144

6.5.3 特征参数法149

参考文献151

第7章 爆轰临界直径153

7.1 爆轰临界管径的纹影分析154

7.1.1 低临界和超临界管径爆轰时序图154

7.1.2 非稳定性和稳定性混合气体中爆轰临界管径155

7.2 实验系统和方法159

7.2.1 实验系统159

7.2.2 实验方法160

7.3 可燃混合气体的爆轰临界管径分析161

7.3.1 初始压力和临界管径161

7.3.2 当量比与临界管径163

7.3.3 惰性气体稀释浓度与临界管径164

7.4 临界管径与胞格尺寸的联系167

7.4.1 燃料与氧气和空气混合气体167

7.4.2 氩气稀释的混合气体169

7.5 爆轰临界管径的预测170

7.5.1 拟合法170

7.5.2 特征参数法171

参考文献172

第三篇 直接起爆引起爆轰第8章 高电压点火有效能量的测量及其特性177

8.1 实验装置和测试方法177

8.1.1 高电压点火系统177

8.1.2 电火花放电能量的计算178

8.1.3 爆炸波测量装置180

8.2 高电压点火产生的爆炸波特性讨论181

8.2.1 Hopkinson-Sachs标度定律181

8.2.2 可变能量爆炸性质184

8.3 1/4周期放电能量与直接起爆有效能量188

8.3.1 问题的提出——初始1/4周期放电能量是否等价于引起直接起爆的有效能量188

8.3.2 证明方法188

8.3.3 证明结论193

8.3.4 1/4周期放电能量与临界能量理论值和实验值比较194

参考文献197

第9章 可燃混合气体直接起爆临界能量的规律199

9.1 实验原理和方法199

9.1.1 实验系统199

9.1.2 点火能量确定200

9.1.3 临界起爆状态判断200

9.1.4 临界起爆能量确定201

9.2 可燃气体与氧气混合物直接起爆临界能量202

9.2.1 测试气体及初始条件202

9.2.2 初始条件对临界起爆能量的影响202

9.2.3 高浓度氩气稀释对临界能量的影响分析205

9.3 可燃气体与氧气混合物临界能量规律分析210

9.3.1 临界起爆能量的比例分析211

9.3.2 爆轰敏感度分析213

9.4 可燃气体和一氧化二氮混合物直接起爆临界能量及规律分析214

9.4.1 H2-N2O/O2-Ar直接起爆临界能量215

9.4.2 C2H2-N2O-Ar直接起爆临界能量221

参考文献228

第10章 直接起爆临界能量的预测231

10.1 临界起爆能量的预测方法和模型231

10.1.1 临界起爆能量拟合曲线法233

10.1.2 表面积能量模型233

10.1.3 活塞做功模型234

10.2 基于爆轰胞格预测临界起爆能量235

10.2.1 临界起爆能量与胞格尺寸的关系235

10.2.2 胞格拟合曲线法237

10.2.3 Ng模型法237

10.2.4 胞格特征参数法238

10.3 基于临界管径预测临界起爆能量240

10.3.1 临界起爆能量与临界管径的关系240

10.3.2 H2-O2／空气混合气体242

10.3.3 C2H2-N2O-Ar混合气体245

参考文献247