密闭爆发器测试系统(Closed Bomb Test System)是一种专门用于火工品、推进剂及其他含能材料在密闭环境下燃烧/爆炸特性研究的实验装置。其核心在于模拟材料在受限空间内的动态行为,获取关键性能参数。
密闭容器
高强度钢制压力容器,可承受很高压力(通常数百MPa)。
精确控制初始容积(如25mL、100mL等),确保实验一致性。
内置点火电极和压力传感器接口。
点火系统
电脉冲点火装置,触发样品的燃烧/爆炸。
可调节点火能量以适应不同材料。
高速数据采集系统
压力传感器:实时记录容器内压力随时间的变化(P-t曲线),采样率需达微秒级。
温度传感器(可选):监测燃烧过程温度变化。
数据采集卡与专用软件,实现高精度动态信号捕获。
安全防护结构
防爆外壳或泄压通道,防止容器破裂造成事故。
远程操控系统,保障人员安全。
压力-时间曲线(P-t Curve)
直接反映燃烧速率、能量释放效率及峰值压力。
燃速特性
通过P-t曲线计算火工品燃速(如Vieille定律:)。
比冲(Specific Impulse)估算
结合压力积分和喷管模拟,评估推进剂性能。
压力上升速率(dp/dt)
判断燃烧稳定性(如是否出现异常爆轰)。
燃爆转捩点分析
研究燃烧向爆轰转变(DDT)的临界条件。
推进剂研发
优化配方,提高火箭发动机的能量输出。
安全性评估
测试在密闭空间内意外引燃的后果(如井下爆破安全)。
含能材料老化研究
对比新旧样品压力曲线,评估储存寿命。
数值模型验证
为燃烧仿真软件(如CHEETAH、ANSYS Autodyn)提供实验基准数据。
环境可控:排除开放环境中气流、散热等干扰,聚焦材料本征特性。
数据高精度:直接测量动态压力,误差通常<1%。
安全性高:小药量(克级)测试降低风险,适合实验室环境。
泄压设计:容器需设置爆破片或安全阀,压力超限自动泄压。
远程操作:装药、点火、数据采集全程隔离操控。
防静电/防爆:设备接地,操作区禁用电子设备。
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