基于Mushroom 試驗(yàn)的炸藥爆轟反應(yīng)速率方程參數(shù)校驗(yàn)

段英良，韓 勇，冉劍龍，譚凱元，昝繼超，賈路川

（中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所，四川 綿陽(yáng) 621999）

1 引言

炸藥的爆轟過(guò)程十分復(fù)雜，CJ 理論和ZND 模型可以解釋很多的爆轟現(xiàn)象而得到廣泛應(yīng)用，但是其在描述非定常爆轟現(xiàn)象存在較大的差異［1］，如炸藥受到?jīng)_擊刺激下起爆過(guò)程，需要幾微秒到十幾微秒的時(shí)間和幾毫米的距離，才能逐漸形成穩(wěn)定的CJ 爆轟波，該過(guò)程涉及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的耦合，需要考慮化學(xué)反應(yīng)的釋能速率，建立準(zhǔn)確的唯象化學(xué)反應(yīng)速率模型，有效描述爆轟建立過(guò)程一直是爆轟領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)［2-3］。國(guó)內(nèi)外也相應(yīng)形成了多種反應(yīng)速率模型，有與壓力相關(guān)的模型，如三項(xiàng)式點(diǎn)火增長(zhǎng)模型［4］、DZK 模型［5］等，有與沖擊波強(qiáng)度相關(guān)的模型，如SURF 模型［6］等，也有與熵相關(guān)的模型，如CREST 模型［7］。然而這些模型的反應(yīng)速率參數(shù)十分眾多，參數(shù)的標(biāo)定一般是根據(jù)基于一維平面假設(shè)的沖擊起爆Lagrange 試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，是唯象的和帶有經(jīng)驗(yàn)性的，如國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)氣炮或者化爆加載的方式采用嵌入式錳銅壓力計(jì)［8］或 者 電 磁 粒 子 速 度 計(jì)［9］獲 得 了RDX［10］、HMX［11-12］、CL?20［13］、TATB［14-15］等系列炸藥的三項(xiàng)式點(diǎn)火增長(zhǎng)反應(yīng)速率參數(shù)。但是在這些參數(shù)的準(zhǔn)確性校驗(yàn)方面還是停留在判斷其是否能再現(xiàn)及預(yù)測(cè)炸藥的沖擊起爆過(guò)程中宏觀壓力或者粒子速度的成長(zhǎng)歷程。通過(guò)沖擊起爆試驗(yàn)標(biāo)定一組系數(shù)，然后再現(xiàn)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不困難，但是其是否具有更大的適用性值得深入探討，而對(duì)反應(yīng)速率進(jìn)行較全面的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和比較評(píng)價(jià)工作也越來(lái)越受到重視。……