導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 交通安全論文>>正文

安全氣囊氣體發(fā)生劑燃速測試方法研究

文檔作者：陳樊張寧劉偉屈純文檔來源：湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所工程中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月12日
下載地址：點擊這里	文件大?。?588.63 KB 共2頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共2頁]

本文件共2頁，如需編輯使用，請下載。

注：預(yù)覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?88.63 KB 共2頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：鐵路信號安全協(xié)議一致性測試序列生成研究

上一篇：高速鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)測試技術(shù)研究

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

安全氣囊氣體發(fā)生劑燃速測試方法研究
陳樊張寧劉偉屈純(湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所工程中心，湖北襄樊441000)
摘要：由于安全氣囊氣體發(fā)生劑多為圓片、帶孔小圓柱或
其它異形藥片，一般固體推進劑藥柱或藥條的燃速測試方法如
靶線法和水下聲發(fā)射法在此并不適用，本文研究了專門針對安
全氣囊氣體發(fā)生劑的燃速測試方法．通過密閉爆發(fā)器試驗進行
測試以及數(shù)據(jù)處理，可以計算出藥劑在不同壓強下的燃速、藥劑
的燃速壓強指數(shù)和一定初溫下的燃速系數(shù)。
關(guān)鍵詞：安全氣囊；氣體發(fā)生劑：密閉爆發(fā)器：燃速
引言
在經(jīng)濟全球化的今天，安全氣囊氣體發(fā)生劑可以在世界各
地進行生產(chǎn)制造。出于各種不同的目的，例如，降低將氣體發(fā)
生劑運往各地氣體發(fā)生器制造商的運輸成本，從成本較低的供
應(yīng)地購買原材料，以及考慮到在危險化學(xué)品運輸方面的限制等
等，往往會選擇一個合適的地點專門生產(chǎn)氣體發(fā)生劑，所以有
時在氣體發(fā)生劑的產(chǎn)地可能并沒有氣體發(fā)生器的生產(chǎn)。當(dāng)氣
體發(fā)生劑和氣體發(fā)生器在同一地點進行生產(chǎn)時，通常是將氣體
發(fā)生劑裝入標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器進行性能測試。當(dāng)兩者不在同一
地點進行生產(chǎn)時，采用標(biāo)準(zhǔn)氣體發(fā)生器對氣體發(fā)生劑進行性能
測試并不方便，因此，需要尋找一種不依賴氣體發(fā)生器的藥劑
性能測試方法，從而能夠在各個不同的地方應(yīng)用。但是，由于安
全氣囊氣體發(fā)生劑多為圓片、帶孔小圓柱或其它異形藥片，一
般固體推進劑藥柱或藥條的燃速測試方法在此并不適用。受
槍支彈藥性能測試方法的啟發(fā)，采用密閉爆發(fā)器試驗來測試安
全氣囊氣體發(fā)生劑的燃速性能應(yīng)該是一種可行的辦法。這種
測試不依賴于氣體發(fā)生器，從而使得實驗結(jié)果不會受到氣體發(fā)
生器結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。
1實驗內(nèi)容
1．1實驗中的各項參數(shù)
實驗采用的密閉爆發(fā)器是由上端蓋、墊環(huán)、燃燒室殼體和
下端蓋幾部分組成。密閉爆發(fā)器容積為9．9cm3，內(nèi)表面積為
27cm2；氣體發(fā)生劑裝藥量為O．6lg和1．249I藥片規(guī)格為中3×
1．5mm；壓力傳感器最大量程為60MPa；點火器型號為FGIl80；
保溫溫度為23℃，保溫時間為4h。
1．2實驗操作過程
旋緊密閉爆發(fā)器的下端蓋，裝入稱量好的氣體發(fā)生劑，然
后放入上端的墊環(huán)，將電爆管頭部放在墊環(huán)孔處，旋入上端蓋，
壓緊電爆管，連接上壓力傳感器后，輕輕晃動爆發(fā)器數(shù)次，使試
樣在燃燒室底部均勻分布，將密閉爆發(fā)器豎直放置，電爆管一
端在上，然后用臺鉗固定住，插上點火電線，確定所有人員離場
后點火，采集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集完畢后，拔掉點火電線，待密閉爆
發(fā)器殼體冷卻后，緩慢旋開下端蓋，將燃燒室腔及傳感器接頭
清理干凈。需要注意的是，每批試驗的首發(fā)試驗為預(yù)熱試驗。
2實驗結(jié)果及分析
2．1裝藥量為0．61 g時的壓力一時間曲線
在氣體發(fā)生劑裝藥量為0．6l g的試驗條件下進行三次重
復(fù)試驗，點火后采集的壓力一時間數(shù)據(jù)曲線如圖2一l所示。
從而可以得到三次試驗的裝填密度(△．)、最大壓強(PⅢ-)、
達到最大壓強時間(T。。)、點火峰壓強(P訓(xùn))、達到點火峰壓強時
間(T講)數(shù)值。
將三次試驗最大壓強取平均值：
P．．=(17．646+16．50l+16．970)／3=17．039(MPa)
藥劑燃燒時間為點火峰后的最低壓強與最大壓強之間的
時間，三次試驗藥劑燃燒的平均時間為：
i=【(o．0543一o．0048)+(o．0545一o．0035)+(0．0562一o．0042)】／3=o．0508(s)
三次試驗所測點火峰壓強的平均值：
：乒：=(6．258+5．28l+4．821)／3=5．453(MPal
圖2—1裝藥量為0．61 g時的壓力一時間曲線
2．2裝藥量為1124 g時的壓力一時間曲線
在氣體發(fā)生劑裝藥量為1．24 g的試驗條件下進行三次重復(fù)
試驗，點火后采集的壓力一時間數(shù)據(jù)曲線如圖2—2所示。從而可
以得到三次試驗的裝填密度(△：)、最大壓強(P。：)、達到最大壓
強時間(7k)、點火峰壓強(P。商)、達到點火峰壓強時間(T啦)
數(shù)值。
三次試驗所測最大壓強的平均值：
P。：=(35．667+37．200+36．942)／3=36．603(MPa)
藥劑燃燒時間為點火峰壓強與最大壓強之間的時間，三次
試驗藥劑燃燒的平均時間為：
忑=[(0．0416一o．00l9)+(o．0442一o．0020)+(0．0415一o．00l叫／3=o．0406(s)
三次試驗所測點火峰壓強的平均值：
P∞=(4．252+3．918+3．080)／3=3．750(MPa)
圖2—2裝藥量為1．24 g時的壓力一時間曲線
2．3氣體發(fā)生劑的燃速
2．3．1燃速方程
安全氣囊氣體發(fā)生劑也屬于推進劑的一種，它的燃燒依然
服從一般推進劑的燃燒規(guī)律，即燃速與發(fā)生劑的初溫以及燃燒
室壓強有關(guān)。由于安全氣囊氣體發(fā)生劑一般在數(shù)十兆帕以下
的壓強環(huán)境下燃燒，其燃速滿足如下經(jīng)驗方程。1。
r=印“
(下轉(zhuǎn)第278頁)
276 萬l托方工數(shù)據(jù)蠆醒2016年6月
制責(zé)任人員，實行定崗定責(zé)模式降低原材料風(fēng)險。(2)加強崗位
檢查。對于定責(zé)崗位，管理者需要加強原材料定期與不定期的
質(zhì)量檢查工作。對于檢查發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題及時處理，并告知責(zé)
任管理者。(3)責(zé)任倒查制度的落實。在責(zé)任制基礎(chǔ)上，管理者
對于發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量風(fēng)險問題應(yīng)落實責(zé)任倒查制度。確定責(zé)任人
員進行處理，確實落實原材料風(fēng)險控制責(zé)任制度。
2．4利用監(jiān)控網(wǎng)格模式，實現(xiàn)整體質(zhì)量監(jiān)控
長輸管道施工具有施工路徑與周期長的特點，依靠單一的
管理部門難以對工程風(fēng)險進行有效監(jiān)控。為此風(fēng)險管理部門
應(yīng)利用網(wǎng)格監(jiān)控模式，對施工全程進行有效監(jiān)控。這種模式的
主要方式就是將工程整體，按照實際因素(如地質(zhì)情況、施工復(fù)
雜程度、施工土方量等)劃分網(wǎng)格，有專職的風(fēng)險監(jiān)控人員進行
監(jiān)控。網(wǎng)格監(jiān)控模式需要注意以下兩方面問題：一方面合理設(shè)
置網(wǎng)格，確保監(jiān)控人員可以對網(wǎng)格進行全面的監(jiān)控工作。同時
網(wǎng)格間工作總量應(yīng)基本相等，避免出現(xiàn)工作量過于懸殊造成的
管理問題。另一方面監(jiān)控人員應(yīng)選擇有實際工作經(jīng)驗與技術(shù)
水平的技術(shù)人員擔(dān)任，保證監(jiān)控工作確實有效。在網(wǎng)格監(jiān)控完
成后，監(jiān)控技術(shù)人員需要將監(jiān)控數(shù)據(jù)進行匯總，匯報到監(jiān)控管
理者手中形成整體監(jiān)控數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整體風(fēng)險控制體系。
2．5設(shè)置合理的應(yīng)急預(yù)案，作用突發(fā)風(fēng)險應(yīng)對處理
風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案的設(shè)置尤其是對于突發(fā)性風(fēng)險可以發(fā)揮指
導(dǎo)與管理作用。(1)突發(fā)性風(fēng)險危害最大化預(yù)測。對于風(fēng)險應(yīng)
急管理而言，風(fēng)險的最大化預(yù)測可以使應(yīng)急管理在預(yù)測整體范
圍內(nèi)，避免出現(xiàn)預(yù)案外風(fēng)險。危害預(yù)測最大化后，其應(yīng)對過程
才能游刃有余，切實有效。(2)反應(yīng)簡潔原則。風(fēng)險應(yīng)對預(yù)案應(yīng)
采用反應(yīng)簡潔原則，及處理反應(yīng)過程簡潔有效，避免因步驟過
多或操作復(fù)雜，降低反應(yīng)處理效率。(3)風(fēng)險管理責(zé)任制度。風(fēng)
險應(yīng)急處理應(yīng)由專人崗位負責(zé)，并通過預(yù)案制度方式確定。(4)
方案的可行性原則。應(yīng)急處理方案應(yīng)根據(jù)勘測、質(zhì)量控制等實
際工作內(nèi)容制定，保證方案措施確實可行，不能因理論化過重
影響方案執(zhí)行過程。
3結(jié)語
長輸氣管道是當(dāng)前天然氣運輸?shù)闹饕绞?，長輸氣管道建
設(shè)是天然氣能源應(yīng)用的基礎(chǔ)。但是工程施工風(fēng)險的出現(xiàn)，嚴(yán)重
的影響了管道施工質(zhì)量與效率。在未來天然氣運輸研究中，長
輸氣管道風(fēng)險應(yīng)對研究依然會是技術(shù)研究的重點內(nèi)容，其研究
結(jié)果會為我國天然氣能源運輸?shù)拈_展提供良好的技術(shù)支持。
參考文獻：
[1】鄭瑋；李萌．探析天然氣長輸管道施工存在的風(fēng)險及對策
【J】．商．2013(05)．
【2]楊璐．天然氣長輸管道線路設(shè)計風(fēng)險評價方法研究【D]．西
南石油大學(xué)．2014．
[2]王宏飛，胡寧，趙項羚子．天然氣長輸管道施工的安全風(fēng)險
分析和對策[J]．石化技術(shù)．2015(09)．
作者簡介：劉國柱(1980年一)，男，重慶人，中海石油管道輸氣有
限公司，工程師，大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：管道施工及運營管理。
(上接第276頁)
式中，r為氣體發(fā)生劑的燃燒速度，單位為毫米每秒(m耐
s)．b為氣體發(fā)生劑的燃速系數(shù)；n為燃速壓強指數(shù)；p為燃燒室
壓強，單位為兆帕(MPa)。
而燃速是燃燒層厚度的變化速率，即
r=考=塞‘皋’魯
式中，e為已燃厚度，單位為毫米(mm)；z為已燃氣體發(fā)生
劑占初始氣體發(fā)生劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或體積百分?jǐn)?shù)；p為燃燒室
壓強，單位為兆帕(MPa)；t為時間，單位為秒(s)。
其中，已燃厚度(e)隨已燃百分?jǐn)?shù)(z)的變化速率為：
de一‰一1．‰
出S， 咖(布S加
式中，V郵氣體發(fā)生劑的初始體積，單位為立方毫米(mm3)；
S，氣體發(fā)生劑的燃燒面積，單位為平方毫米(mm2)；‘P(z)氣體發(fā)
生劑的形狀函數(shù)；sp0氣體發(fā)生劑的初始表面積，單位為平方毫
米(mm2)；m，燃燒過程中氣體發(fā)生劑的質(zhì)量，單位為克(g)；m印
氣體發(fā)生劑的初始質(zhì)量，單位為克(g)；V，燃燒過程中氣體發(fā)生
劑的體積，單位為立方毫米(mm3)。
不同形狀的藥片，其形狀函數(shù)‘P(z)也不一樣。本文試驗中
采用安全氣囊氣體發(fā)生劑為圓形藥片，規(guī)格為直徑3 mm、厚度
1．5 mm，其形狀函數(shù)通過0rigin軟件進行擬合，擬合后的方程如
下所示，相關(guān)系數(shù)大于0．9999。
西f三1=1．57018一O．57268×eHl 2¨"’一2．96371×10—6×e“”0928砩
根據(jù)Nobel—Abel方程可得
如一(去一冊
卻¨一堋
式中，p燃燒室壓強，單位為兆帕(MPa)；△裝填密度，單位
為克每立方厘米(g／cm3)；p氣體發(fā)生劑的密度，單位為克每立方
厘米(g／cm3)；d氣體發(fā)生劑的余容，單位為立方厘米每克(cm3／
g)；f氣體發(fā)生劑的火藥力，單位為焦每克(J／g)。綜上所述，氣
體發(fā)生劑藥片燃速方程為： ，毒堅．盟．聿咖忙)5砷r 廠1、D]2 df
l+I”封刊
其中，計算區(qū)間為P—t曲線最大壓強的30％～70％區(qū)間。
3結(jié)語
本文通過密閉爆發(fā)器實驗研究了安全氣囊氣體發(fā)生劑的
燃燒規(guī)律。首先根據(jù)氣體發(fā)生劑的藥形擬合出它的形狀函數(shù)，
然后通過測試兩種不同裝填密度下的最大壓強計算出氣體發(fā)
生劑的余容和火藥力，從而確定了該型藥劑具體的燃速方程。
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可以計算出氣體發(fā)生劑在不同壓強下的燃速、一
定初溫下的燃速系數(shù)以及在一定壓強范圍內(nèi)的燃速壓強指
數(shù)。這種燃速測試方法對安全氣囊氣體發(fā)生劑的燃速性能評
估有較強的指導(dǎo)意義，并能為安全氣囊氣體發(fā)生劑的研制設(shè)計
提供一定的參考依據(jù)。
參考文獻：
【1]陳翡運，趙宏立，王剛，密閉爆發(fā)器測試精度影響因素初
探[J]，火炸藥學(xué)報，1999，(3)：5卜52．
[2]畢文輝，劉爽，嚴(yán)楠，密閉爆發(fā)器在做功火工品輸出性能
測試中的應(yīng)用【J1，計量與測試技術(shù)，2008，35(7)：l一3．
[3]金志明，袁亞雄，宋明，現(xiàn)代內(nèi)彈道學(xué)[M]，北京理工大學(xué)
出版社，1992．
[4]應(yīng)三九，肖正剛，徐復(fù)銘，密閉爆發(fā)器試驗中發(fā)射藥燃燒
全過程壓力曲線的修正方法[J]，火炸藥學(xué)報，2007，30(4)：62—69．
278萬l方化數(shù)工據(jù)彳理2016年6月

網(wǎng)友評論 more

交通安全論文最新內(nèi)容

02-21