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锥孔处爆轰产物向轴线汇聚时,有两个因素在起作用:
1. 爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥面的方向向轴线汇聚,使能量集中;
2. 爆轰产物的压力本来就很高,汇聚是在轴线处形成更高的压力区,高压迫使爆轰产物向周围低压区膨胀,使能量分散。
由于上述两因素的综合作用,气流不能无限的集中,而在离药柱端面某一距离处达到最大的集中,以后则又迅速飞散开了。
为了提高聚能效应,就应设法避免高压膨胀引起能量分散而不利于能量集中的因素,对于聚能作用,能量集中的程度可用单位体积能量,即能量密度来做比较。爆轰波的能量中,位能占3/4,动能占1/4。而聚能过程,动能是能够集中的,位能则不能集中,反而起分散作用,所以,聚能气流的能量集中程度不是很高的。如果设法把能量尽可能转换成动能的形式,就能大大提高能量的集中程度。
在药柱锥孔表面加一个铜罩,爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中,就能将能量传递给了铜罩。由于铜的可压缩性很小,因此内能增加很少,能量的加大部分表现为动能形式,这样就可避免高压膨胀引起的能量分散而使能量更为集中。此外,铜罩还有两个有利于穿孔的作用:
1. 罩壁在轴线处汇聚碰撞时,发生能量重新分配。罩内表面铜层的速度比闭合时的速度高1至2倍,使能量密度进一步提高,形成金属射流;罩的其余部分则形成速度较低的杵。严格的讲,锥形罩壁在向轴线运动过程中,能量已经在逐渐地由外曾向内层转移。
2. 金属射流各部分的速度是不同的,端部速度高,尾部速度低,因此射流再向前运动过程中将被拉长。但由于铜的优良的延性,射流可以比原长延伸好几倍而不断裂。当然,金属射流在延伸过程中不像聚能气流那样膨胀分散,仍保持着原来的能量密度。
由此可知,药型罩的作用是将炸药的爆轰能量转换成罩的动能,从而提高聚能作用,所以对罩的材料的要求是:可压缩性小,再聚能过程中不气化,密度大,延性好;铜是目前应用最为普遍的材料,也有少量使用金属钽制作的药型罩。
由上面的分析来看,聚能效应的主要特点使能量密度高和方向性强,但仅仅在锥孔方向上有很大的能量密度和破坏作用,其他方向则和普通装药的破坏作用是一样的;因此,聚能装药一般只适用于产生局部破坏作用的领域。
事实上,不仅锥形罩能产生聚能作用,其他如抛物线形罩和半球形罩等也能产生聚能作用,这些都属于轴对称聚能装药。锥形罩也有圆锥形、喇叭形、双锥罩等多种形式。有时,药型罩可以做得很长,用以产生一条聚能射流,起切割作用,这种装要成为线型聚能装药或切割索。轴对称和平面对称型聚能装药应用很广,如在军事上,用于对付各种装甲目标;在工程爆破中,可在土层和岩石上打孔(勘探领域);在野外切割钢板、钢梁;在水下切割构件(打捞沉船时切割船体)。
聚能切割索:利用聚能效应(通常称为"门罗效应"),即炸药爆炸后,起爆炸产物在高温高压来切割金属材料,爆破碎片基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的。带凹槽的装药在引爆后,在凹槽轴线上会出现一股汇聚的、速度和压强都和高的爆炸产物流,在一定的范围内使炸药爆炸释放出来的化学能集中起来。
当装药凹槽内表面衬上一个药形罩时,装药爆轰后,凹槽附近炸药爆炸的能量就会传递给药形罩,使药形罩以很大的速度向轴线运动,此时,药型罩在高温高压的爆轰产物的作用下,形成金属杆,可以看作流体。其中,药型罩的内表面形成细长的金属射流,药型罩外表面形成杵体。药型罩压垮并产生射流的过程,射流吸收的爆炸能量不会象爆炸产物那样再散失掉。金属杆在轴向上存在速度梯度,从而,引起了金属射流在飞行过程中拉断现象。炸药性能和重量、装药结构、起爆方式、药型罩材料及其几何尺寸等对金属流的形成和侵彻具有显著影响。
圆柱形药柱爆洪后,爆轰产物沿近似垂直原药柱表面的方向,向四周飞散,作用于钢板部分的仅仅是药柱端部的爆轰产物,作用的面积等于药柱端面积。带锥孔的圆柱形药柱则不同:锥孔部分的爆轰产物飞散时,先向轴线集中,汇聚成一股速度和压力都很高的气流,称为聚能气流。爆轰产物的能量集中在较小的面积上,在钢板上就打出了更深的孔,这就是锥形孔能够提高破坏作用的原因。
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基于经典射流成型理论计算基础设计了线性聚能装药切割器,利用铜质药型罩切割器对100mm直径的桥梁钢索进行了切割试验,并利用LS-DYNA对线性聚能射流侵彻钢索进行了数值模拟。试验与数值模拟均表明,利用线性聚能切割器切割钢索进行定向爆破拆除是可行的。
试析太阳能光伏硅片切割技术和切割钢丝生产
近些年以来,世界上的太阳能电池数量日益增多,尽管受到了世界金融危机的冲击,可是它的数量依旧稳定增加,由此可见,太阳能光伏发电行业的前景是非常好的,它在我国开发新能源市场当中的地位是非常关键的。为此,应当对太阳能光伏的一系列技术进行分析和研究,本文主要论述了太阳能光伏硅片的多线切割技术和切割钢丝生产的质量要求。
聚能灶按一个普通三口之家使用聚能灶每月节约4立方米计算,则每户一年可节约燃气48立方米,依据北京市天然气价格,则一年可省天然气费98.4元。据了解,我国约有1.8亿台家用燃气灶,若全部更换为聚能灶,则全国每年可节约天然气费用117.12亿元。质检总局质量万里行促进会秘书长陈传意表示,热效率提高1%的都相当困难,更不要说提高百分之十几。国家标准是50%,再提高10%很困难,然而聚能灶到了这一点,把热效率提高到了68.5%。据技术人员称,在提高热效率,达到节能目的的同时,聚能灶在低碳环保方面也有重大突破。燃烧器表面涂层加入了稀有微量元素,可加速燃烧、使燃烧更充分,将燃烧产生的一氧化碳、氮氧化物等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气,使聚能灶的一氧化碳和氮氧化物的排放量几乎为零(聚能灶一氧化碳排放量仅为0.004%,国标为小于0.05%)。
量子聚能环是一种德国进口来的用于管道除垢防垢,杀菌灭藻。由高硅铝复合记忆性材料制作而成。
量子聚能环由特种信息记忆材料合成;利用特定设备测定和储存水中水垢和铁锈等相关物质的分子振动波形。针对水中相关物质的分子振动波形,开发多种超精微振动波,并利用特定技术将这种波储存于量子聚能环亚原子级。在量子聚能环安装于管道上的瞬间,超精微振动波即被持续恒量地释放出来,透过管壁传入水中。水接纳这种振动波并将其按水流方向传播开去,其速度远远高于水本身的流速,就连管路中很少流动的死角也被载上这种振动波。在振动波的作用下,水的活性得到极大加强,大的水分子团变成小的分子团甚至单个的水分子,溶解和包含垢的能力增强,对已形成的锈(垢)进行分化瓦解。
同时,超精微振动波作用于水中的钙、铁、镁等相关物质,使其物理特征发生改变。比如碳酸钙晶体的微观结构从针晶状(容易插挤成团形成致密的硬垢)变为圆球状(晶体之间不容易吸附),当有水流时被带走,在静态的水中呈软絮状沉淀于容器底部,而不易板结成硬垢。新安装的管道不会结硬垢、生锈、或长菌藻;旧管道中的原有锈蚀、老垢等也逐步溶解消除,并最终在管道内壁形成保护性氧化层,使管道内壁不再出现腐蚀。
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