密閉爆發(fā)器測試系統(tǒng)（Closed Bomb Test System）是一種專門用于火工品、推進(jìn)劑及其他含能材料在密閉環(huán)境下燃燒/爆炸特性研究的實驗裝置。其核心在于模擬材料在受限空間內(nèi)的動態(tài)行為，獲取關(guān)鍵性能參數(shù)。

核心組成與工作原理

1. 密閉容器

• 高強度鋼制壓力容器，可承受很高壓力（通常數(shù)百MPa）。

• 精確控制初始容積（如25mL、100mL等），確保實驗一致性。

• 內(nèi)置點火電極和壓力傳感器接口。

2. 點火系統(tǒng)

• 電脈沖點火裝置，觸發(fā)樣品的燃燒/爆炸。

• 可調(diào)節(jié)點火能量以適應(yīng)不同材料。

3. 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

• 壓力傳感器：實時記錄容器內(nèi)壓力隨時間的變化（P-t曲線），采樣率需達(dá)微秒級。

• 溫度傳感器（可選）：監(jiān)測燃燒過程溫度變化。

• 數(shù)據(jù)采集卡與專用軟件，實現(xiàn)高精度動態(tài)信號捕獲。

4. 安全防護(hù)結(jié)構(gòu)

• 防爆外殼或泄壓通道，防止容器破裂造成事故。

• 遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，保障人員安全。

核心測試參數(shù)與輸出

1. 壓力-時間曲線（P-t Curve）

• 直接反映燃燒速率、能量釋放效率及峰值壓力。

2. 燃速特性

• 通過P-t曲線計算火工品燃速（如Vieille定律：$?=?{?}^{?}$）。

3. 比沖（Specific Impulse）估算

• 結(jié)合壓力積分和噴管模擬，評估推進(jìn)劑性能。

4. 壓力上升速率（dp/dt）

• 判斷燃燒穩(wěn)定性（如是否出現(xiàn)異常爆轟）。

5. 燃爆轉(zhuǎn)捩點分析

• 研究燃燒向爆轟轉(zhuǎn)變（DDT）的臨界條件。

核心應(yīng)用領(lǐng)域

1. 推進(jìn)劑研發(fā)

• 優(yōu)化配方，提高火箭發(fā)動機的能量輸出。

2. 安全性評估

• 測試在密閉空間內(nèi)意外引燃的后果（如井下爆破安全）。

3. 含能材料老化研究

• 對比新舊樣品壓力曲線，評估儲存壽命。

4. 數(shù)值模型驗證

• 為燃燒仿真軟件（如CHEETAH、ANSYS Autodyn）提供實驗基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵優(yōu)勢

• 環(huán)境可控：排除開放環(huán)境中氣流、散熱等干擾，聚焦材料本征特性。

• 數(shù)據(jù)高精度：直接測量動態(tài)壓力，誤差通常<1%。

• 安全性高：小藥量（克級）測試降低風(fēng)險，適合實驗室環(huán)境。

安全規(guī)范

• 泄壓設(shè)計：容器需設(shè)置爆破片或安全閥，壓力超限自動泄壓。

• 遠(yuǎn)程操作：裝藥、點火、數(shù)據(jù)采集全程隔離操控。

• 防靜電/防爆：設(shè)備接地，操作區(qū)禁用電子設(shè)備。