含炭吸收剂的液氧瞬态相变膨胀气体传播规律及强度特性研究

王雁冰; 刘玉晨; 魏正; 雷振; 宋家旺; 张小军; 孟祥栋; 孟令天

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2026005

矿业科学学报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (2) : 299 -309. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2026005

含炭吸收剂的液氧瞬态相变膨胀气体传播规律及强度特性研究

王雁冰, 刘玉晨, 魏正, 雷振, 宋家旺, 张小军, 孟祥栋, 孟令天

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摘要

针对不同含炭量吸收剂对液氧瞬态相变膨胀效果的影响问题，设计了含炭量分别为0、0.1、0.2 g的3种液氧药包，借助高速纹影系统与超压测量系统对液氧瞬态相变膨胀产生的气体前驱和相变产物在纹影流场中的传播规律以及相变气体压力的强度变化开展对比分析，并将理论分析与实验结果相结合，得到相变气体在空气流场中传播规律及演化过程和压力分布特性。研究结果表明：(1)含炭量对相变膨胀特性调控显著，随着含炭量从0增至0.2 g,起爆时间从1.32 ms延长至3.69 ms,累压时间增加180%;(2)气体前驱传播速度大幅提升，水平方向最大速度从473.96 m/s提升至692.71 m/s,垂直方向最大速度从875.00 m/s增至1 604.17 m/s;(3)超压峰值呈非线性增长，轴向超压从7.754 MPa增至16.567 MPa,径向从1.301 MPa增至4.838 MPa;(4)气体前驱与相变产物分离时间从60μs延长至110μs,垂直方向位移普遍大于水平方向，呈现“上下快、左右慢”的各向异性传播特征。