一种提高火药燃烧产物导电特性装置的制作方法

本实用新型涉及火药燃烧气体研究领域，具体涉及一种提高火药燃烧产物导电特性装置。

背景技术：

磁流体发电是一种将化学能直接转化为电能的新型发电方式，具有启动快，无转动部件，效率高等优点。随着爆炸磁流体发电机的研究发展，国内外相关学者发现高能炸药在燃烧室内爆轰能够形成高温、高压等离子体，燃气具有良好的导电性。美国MHD公司在二十世纪六十年代研制了磁流体发电装置：在C4型复合药柱上加入电离种子，当外加磁场大小为2.8T时，装置的发电最大电流达到260kA。俄罗斯开展了RDX/TNT炸药爆轰产物导电性的研究，其最大电导率为2500S/m。北京理工大学实验测得TNT在密度为1.520g/cm³时燃气的最大电导率为18000S/m。

随着兵器科学技术的发展，利用火药燃烧后高温产物的导电特性，使化学能转化为电磁能，为高功率脉冲发电机或者电磁脉冲武器的实现提供了可能。因此，研究燃烧产物的导电特性，把握影响燃烧产物导电特性的因素和变化规律，对拓宽火药燃烧性能研究领域和提高磁流体发电机的能量转化效率具有重要的理论和应用价值。

对于空气而言，其电离电位较高，当温度小于2000K时气体几乎不具有导电性。火药燃气的温度通常只有3000K左右，因此，如何在较低的温度下使气体具有较高电导率是一个难点问题。

技术实现要素：

本实用新型设计开发了一种提高火药燃烧产物导电特性装置，本实用新型的目的是解决了测试过程中电磁干扰以及高温气体与粉体充分混合均匀的问题。

本实用新型提供的技术方案为：

一种提高火药燃烧产物导电特性装置，其特征在于，包括：

空气加热室，其设置有连接管路，用于产生高温气体；

粉体注入装置，其安装在所述连接管路上，用于将固体火药颗粒送入所述连接管路，并且在所述连接管路内高温气体与所述火药颗粒混合；

多个喷枪，其同时连接所述连接管路；

电磁铁，其连接所述连接管路，用于将所述固体火药颗粒进行燃烧；

绝缘管，其连接所述连接管路，燃烧后的气体经过所述绝缘管进入导电测试装置；

其中，所述固体火药颗粒中含有1％～5％的碱金属盐添加剂。

优选的是，还包括：

气控开关阀，其安装在所述空气加热室的出气口处；

质量流量计，其安装在所述气控开关阀与安装所述粉体注入装置的连接管路之间；

平台，其上通过喷枪支架固定所述喷枪，通过绝缘管支架固定所述绝缘管。

优选的是，所述绝缘管为石英玻璃绝缘管；以及

所述连接管路为DN10、PN10不锈钢管路。

优选的是，所述喷枪设置为3个。

优选的是，所述碱金属盐为碳酸钾。

本实用新型与现有技术相比较所具有的有益效果：本实用新型构建含钾盐添加剂的火药燃气热电离装置，使其在测试过程中减少电磁干扰以及能够使高温气体与碱金属盐添加剂粉体充分混合均匀，使燃烧气体在较低的温度下具有较高电导率。

附图说明

图1为本实用新型所述的主视结构示意图。

图2为本实用新型所述的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实用新型中，温气体由空气加热器产生，并与固体颗粒混合后形成气固两相流进入测试身管段，采用低温等离子体喷枪在管路中注入等离子体，通过电磁铁在测试身管外施加磁场，研究火药爆炸后的燃烧气体在磁场作用下的导电特性。

如图1、图2所示，本实用新型设计开发了一种提高火药燃烧产物导电特性装置，其主体结构包括空气加热室110、粉体注入装置120、多个喷枪130、电磁铁140以及绝缘管150；其中，空气加热室110设置有连接管路，用于产生高温气体，粉体注入装置120安装在连接管路上，用于将固体火药颗粒送入连接管路，并且在连接管路内高温气体与火药颗粒混合，多个喷枪130同时连接在连接管路上，电磁铁140连接在连接管路上，用于将固体火药颗粒进行燃烧，绝缘管150连接在连接管路上，燃烧后的气体经过绝缘管150进入导电测试装置；其中，固体火药颗粒中含有1％～5％的钾盐添加剂。

在另一种实施例中，还包括：

气控开关阀，其安装在所述空气加热室的出气口处；

质量流量计，其安装在所述气控开关阀与安装所述粉体注入装置的连接管路之间。

在另一种实施例中，还包括：试验平台210，在平台210上通过多个喷枪支架131固定喷枪130，通过绝缘管支架151固定绝缘管150；同时，在本实施例中，试验平台210用于固定燃气发生器和试验段，根据试验系统的特点，试验设备采用钢制刚性台架，根据发生器和试验段的固定要求进行非标设计，试验平台210与地面的固定方式为M20地脚螺栓或膨胀螺栓。发生器的供应管路上设计柔性段以便进行调整，并且由于尾气的温度很高、动能较大，直接排放比较危险，所以需要设计降温降噪环节，本实施例采用将尾气封闭在管道中喷水冷却后抽吸的方法进行处理。尾气温度控制在100℃以内。

在另一种实施例中，绝缘管150为石英玻璃绝缘管，连接管路为DN10、PN10不锈钢管路。

在另一种实施例中，喷枪130设置为3个，分别为喷枪130a、喷枪130b、喷枪130c。

在另一种实施例中，钾盐为碳酸钾。

在本实用新型中，由固体火药的燃烧机理可知，火药主要由C、H、O、N四种元素组成。在燃烧过程中，生成的产物主要为N₂、CO、CO₂、H₂O等。由于火药燃气的燃温只有3000K左右，气体电离程度较弱，因此，在火药中添加少量电离电位较低的化合物碳酸钾，增加燃烧产物的电离度，可提高燃气的导电性。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。