文档介绍：毕业设计(论文)外文资料翻译
专业: 特种能源工程与烟火技术
(用外文写)
外文出处: Proceedings of the 2003 International Autumn Seminar on Propellants, Explosives and ics (2003 IASPEP) Part B
附件: ;。
中文译文
镁/聚四氟乙烯诱饵剂红外辐射强度的经验计算方法
摘要:介绍了一种用于计算镁/聚四氟乙烯( ITFE)药柱燃烧时红外辐射强度的计算方法。首先建立了镁/聚四氟乙烯药柱在恒面和减面燃烧条件下红外辐射强度的计算模型。通过一系列实验测定了药柱的比辐射能、线燃烧速度以及冷却时间,最后计算了药柱燃烧时的红外辐射强度,并与实验结果进行了比较。
关键词:镁/聚四氟乙烯;红外辐射强度;计算方法;燃烧速度
1 引言
红外诱饵剂燃烧时可产生强烈的红外辐射,能有效地对红外制导、探测及观瞄系统进行干扰、欺骗或诱惑。以Mg/ PTFE作为药剂的红外诱饵弹首先应用于战机上,其后又在舰船、装甲车及坦克上使用,是对抗红外制导导弹的主要手段。第一代和第二代红外制导导弹工作波段基本上都在近红外,如AJM- 9B导弹工作波段在2-,因此以前对红外诱饵剂的研究也主要集中在近红外波段。
由于远红外成像技术已经应用在第三代红外制导导弹上,对红外诱饵剂燃烧时在8- 14um的辐射也进行了一定的实验研究,但是红外辐射强度的理论计算明显落后于实验研究。在本文中,首先建立了不同燃烧条件下的模型,然后根据模型和实验结果,对指定配比的Mg/ PTFE药柱燃烧时的中、远红外辐射强度讲行了计算。
2 基本参数
比辐射能
红外诱饵剂燃烧时的辐射强度取决于药剂的组成以及质量燃烧速度。比辐射能是单位质量的药剂燃烧后产生的辐射能量。由药剂的组成确定。红外辐射强度与比辐射能和质量燃烧速度之间的关系如下式所示:
I=Emm (1)
式中I是红外辐射强度(W/sr );Em是比辐射能(J/gsr);m是质量燃烧速度( g/s)。
质量燃烧速度
图1和图2分别给出了Mg/PTFE药柱在恒面和减面条件下的燃烧模型。
图1恒面燃烧模型图2减面燃烧模型
图中D为药柱直径;L是药柱长度,ds是dt时间内药柱的燃烧深度。
药柱燃烧过程中,燃烧面积保持恒定称之为恒面燃烧。在恒面燃烧的条件下,质量燃烧速度可表示为:
m=ρdVdt-1=ρπR2dsdt-1=ρπR2v (2)
式中dv是dt时间内药柱燃烧的体积;p为密度;R是半径;v为线燃烧速度,v= ds/dt。
当药柱燃烧时,燃烧面积随着时间的增加逐渐减小称之为减面燃烧,在本文的讨论中,线燃烧速度保持恒定。假设燃烧到t时刻时药柱的长度和半径分别为l和r,ds表示在dt时间内燃烧的药柱厚度。质量燃烧速度可以表示为:
m=ρdVdt-1 (3)
单元体积:
dV= ldds+ 2r2ds (4)
l、d和r可表示为:
l= L- 2vt; d= D- 2vt; r=R- v (5)
方程(5)中L、D和R分别是药柱的原始长度、直径和半径。方程(4)和(5)代入到方程(3)中,得到:
m= [(L-2vt)(D- 2vt)+2(R- vt)2]v (6)
辐射强度
,总辐射时间和冷却时间
燃烧时间tc定义为从药柱燃烧开始到结束的时间,由于燃娆伴随着可见光的产生,因此可用可见光的发光开始与结束时间来代表药柱的燃烧时间。线燃烧速度可以表示为:
v= L/tc (7)
总辐射时间te定义为药柱燃烧产生红外辐射的时间。冷却时间T的物理意义是药柱燃烧产物温度从最大值下降到与环境相同的时间,在这个时间段内,燃烧产物的红外辐射强度从最大值下降到不能被红外辐射计测量(与背景相同)。
根据燃烧时间,总辐射时间和冷却时间的定义,在燃烧结束后的T时间内,燃烧产物还能产生比环在燃烧结束后的T时间内,燃烧产物还能产生比环境强的红外辐射。因此,它们之间的关系可用下式
表示:
te= tc +T (8)
根据冷却时间的定义,药柱燃烧过程中红外辐射强度是在T时间内燃烧的药剂质量与其比辐射能之乘积,表示为:
I=Em∫tt+Tmdt (9)
t的取值从0到tc。
3辐射强度的计算
本文在计算Mg/ PTFE药剂燃烧时的红外辐射强度时,基于以下两个假设:
(1)在开放环境条件下,药柱的燃烧是层流燃烧:
(2)当药剂的粒度、组成和压药密度固定后,药柱的线燃烧速度、比辐射能以及冷却时间是唯