固体推进剂含能颗粒摩擦起电积累特性及荷电规律研究
编号:66 访问权限:仅限参会人 更新:2025-08-11 15:42:06 浏览:33次 口头报告

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摘要
固体火箭发动机推进剂生产工艺中,输送加料工序是使用生产设备对组成固体推进剂的液态粘合剂、金属燃料、氧化剂及各类小颗粒组分物料进行预处理、输送、最后倒入混合锅充分混合。其中溜槽部分是指金属颗粒、氧化剂及炸药等含能颗粒沿一段金属斜槽,滑落进入混合锅的工序。该工序往往伴随含能颗粒与金属壁面之间不断摩擦、碰撞与分离,也会导致静电和摩擦刺激源的存在,最终引起含能颗粒的着火、爆炸等严重事故。本研究针对固体推进剂生产中使用的高氯酸铵(AP)颗粒和铝粉(Al)在溜槽工序中静电产生、积累及受工艺参数影响开展研究,探讨溜槽参数及含能颗粒参数对摩擦起电过程的影响规律。选取两种不同粒径的AP颗粒、三种不同粒径的铝粉为样品,在不同溜槽长度、接地情况、接偏置情况、试样粒度和用量等条件下,对其静电积累量进行了测试。结果表明:从同种不锈钢溜槽滑下,铝粉荷负电AP荷正电,而AP与铝粉的静电累积量出现了量级差异,单位质量颗粒荷电量AP较Al粉高出20倍。同种材料颗粒,粒径较小的颗粒,静电积累量更大,粒径缩小一半,单位质量颗粒荷电量增加约1-2倍;静电积累量随滑动距离增加而单调增加,在100 mm-600 mm摩擦距离内未出现明显的荷电饱和现象;值得注意的是,本研究对溜槽接地状态进行了深入研究,提出了对溜槽加载偏置电压,从静电力的角度实现对颗粒运动状态的改变,实验结果表明,是否接地和外接偏置电压并未对试样静电积累量产生显著影响,但外界偏置电压可显著降低AP颗粒的沾药量,这一发现有利于解决小粒径颗粒粘黏壁面堵塞溜槽的工艺问题,值得进一步探索;最后,面向单次溜槽物料质量这一参数,开展了5 g-35 g的AP颗粒质量变化影响规律研究,实验结果表明静电积累量随试样质量增加而增加,但由于溜槽面积的限制,导致颗粒接触面积存在上限,进而出现了颗粒和电量增加速度随颗粒质量逐步放缓最终趋于饱和的现象。本研究针对固体推进剂含能颗粒溜槽工序中的摩擦起电现象,系统探究了AP及Al粉等典型含能颗粒的荷电特性,揭示了溜槽工艺参数对颗粒摩擦起电积累特性及荷电分布的影响规律,研究结果可为优化工艺参数提供理论依据,对提升含能颗粒生产过程中的安全性具有重要指导意义。
关键词
含能颗粒,摩擦起电,溜槽工序,静电积累,高氯酸铵,铝粉
报告人
张璐佳
研究生 北京理工大学;空天科学与技术学院

稿件作者
张璐佳 北京理工大学;空天科学与技术学院
章喆 北京理工大学;空天科学与技术学院
余淼森 北京理工大学;空天科学与技术学院
张旭 航天科技四院西安航天化学动力有限公司;工艺研究所
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  • 08月20日 2025

    初稿截稿日期

主办单位
中国物理学会静电专业委员会
承办单位
南京信息工程大学
电磁环境效应国家级重点实验室
无锡研平电子科技有限公司
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