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内容简介
由含能材料组成的火药和炸药在燃烧时可产生高温高压。这一燃烧现象包括从固态到液态或气态的复杂的物理化学变化,并伴随有快速的放热反应。关于燃烧方面的书已出版过不少,例如在1985年由纽约Benjamin/Cummings出版的FAWilliams著作《燃烧理论》第2版,就是一本优秀的理论性书籍;又如1977年纽约科学出版社出版的由IGlassman所写的《燃烧》一书,是一本适合于研究生的参考书。但是迄今为止还没有一本关于固态含能材料燃烧方面的参考书出版。因此本书试图为从事火箭推进和炸药行业的读者提供一本在含能材料燃烧方面的介绍性教科书。
本书分为四个部分。第 一部分(第1~3章)主要对化学能转化为燃气热能的基础知识作简单的回顾。附在每章后的参考文献可帮助读者更好地理解能量转化过程的物理基础,如热量生成、超声速流动、冲击波、爆轰和爆燃。第二部分(第4章)列举了一些用于火药和炸药中的化学物质的能量性能,如生成焓、爆热、绝热火焰温度和比冲。 第三部分(第5~8章)主要介绍不同类型的化合物、火药和炸药的燃速测试结果。根据对燃烧机理的理解,也讨论了从气相到凝聚相的热反馈过程和燃烧波结构。列举在本章中的数据主要来源于作者以前所做的实验和分析结果。但本书并没有对固相到液相或气相的热分解机理作详细介绍。第四部分(第9章)主要描述火箭发动机工作过程中可能遇到的一些现象,如火箭发动机的稳定性准则、温度的敏感性、瞬态点火、烧蚀和振荡燃烧等。对变流量冲压火箭的基本原理也作了介绍。对用于冲压火箭的气体发生剂(即富燃料推进剂)的燃烧特性和能量进行了讨论。
与第1版和第2版类似,第3版主要还是介绍火炸药燃烧过程中最基本的一些内容。虽然这一版与第2版的章节设置基本相同,但该版在相应章节增加了一些与燃烧现象有关的更为有指导意义的说明和相应的实验数据,而且这一版还增加了一些火炸药实际应用中涉及的燃烧数据,而这些数据的获得则需要一些火炸药有关的更为先进的科技知识。
目录
1.1热和压强
1.2流场中的热力学
1.3推力的产生
1.4破坏力的形成
参考文献
第2章燃烧热化学
2.1热能的产生
2.2绝热火焰温度
2.3化学反应
2.4化学能的估算
参考文献
第3章燃烧波传播
3.1燃烧反应
3.2预混气体的燃烧波
3.3燃烧波结构
3.4点火反应
3.5含能材料的燃烧波
参考文献
第4章炸药的能量学
4.1晶体材料
4.2聚合物材料
4.3火炸药的分类
4.4火药的配方
4.5硝基聚合物火药
4.6复合推进剂
4.7复合改性双基推进剂
4.8黑火药
4.9炸药的配方
参考文献
第5章晶体物质和聚合物的燃烧
5.1晶体物质的燃烧
5.2聚合物的燃烧
5.2.1硝酸酯
参考文献
第6章双基推进剂的燃烧
6.1NC-NG推进剂的燃烧
6.2NC-TMETN推进剂的燃烧
6.3硝基-叠氮推进剂的燃烧
6.4双基推进剂的催化
参考文献
第7章复合推进剂的燃烧
7.1AP复合推进剂
7.2硝胺复合推进剂
7.3AP-硝胺复合推进剂
7.4TAGN-GAP复合推进剂
7.5AN-叠氮化聚合物复合推进剂
7.6AP-GAP复合推进剂
7.7ADN、HNF和HNIW复合推进剂
参考文献
第8章CMDB推进剂的燃烧
8.1CMDB推进剂的特性
8.2AP-CMDB推进剂
8.3硝胺-CMDB推进剂
8.4催化HMX-CMDB推进剂的平台燃烧
参考文献
第9章炸药的燃烧
9.1爆轰特性
9.2密度和爆速
9.3临界直径
9.4爆轰现象的应用
参考文献
第10章含能烟火剂的组成
10.1推进剂、炸药和烟火剂的区别
10.2烟火剂的能量
10.3元素能量
10.4化学物质选择标准
10.5氧化剂组分
10.6燃料组分
10.7金属叠氮化物
参考文献
第11章烟火剂的燃烧传播
11.1燃烧波的理化结构
11.2金属颗粒的燃烧
11.3黑火药
11.4Li-SF6烟火剂
11.5含Zr烟火剂
11.6Mg-Tf烟火剂
11.7B-KNO3型烟火剂
11.8Ti-KNO3和Zr-KNO3烟火剂
11.9金属-GAP烟火剂
11.10Ti-C烟火剂
11.11NaN3烟火剂
11.12GAP-AN烟火剂
11.13硝胺烟火剂
11.14B-AP烟火剂
11.15烟火剂的摩擦感度
参考文献
第12章燃烧产物的辐射特性
12.1发光原理
12.2火焰的光辐射
12.3发烟剂
12.4无烟烟火剂
12.5烟火剂的烟特性
12.6火箭发动机的烟焰性能
12.7减少AP推进剂燃烧产物中的HCl
12.8降低燃烧产物的红外辐射
12.9绿色推进剂
参考文献
第13章火药与烟火药的瞬态燃烧
13.1点火瞬态过程
13.2燃烧点火
13.3侵蚀燃烧现象
13.4不稳定燃烧
13.5加速度场中的燃烧
13.6含金属丝推进剂的燃烧
参考文献
第14章火箭推力调节
14.1固体火箭发动机中的燃烧现象
14.2双推力火箭发动机
14.3脉冲火箭发动机
14.4火箭发动机中的侵蚀燃烧
14.5无喷管火箭发动机
14.6燃气混合火箭
参考文献
第15章冲压火箭推进
15.1冲压火箭推进的基本原理
15.2固体火箭冲压发动机的设计参数
15.3固体火箭冲压发动机的性能分析
15.4可变流量固体冲压发动机原理
15.5燃气发生器用烟火剂的能量
15.6固体火箭冲压发动机燃烧试验
参考文献
附录A含能材料缩写表
附录B燃烧波中的质量与热传递
B.1稳态条件下一维流场的守恒方程
B.1.1质量守恒方程
B.1.2动量守恒方程
B.1.3能量守恒方程
B.1.4化学物质守恒方程
B.2流场在稳态条件下的通用守恒方程
附录C冲击波在二维流场中的传播
C.1斜激波
C.2膨胀波
C.3菱形激波
参考文献
附录D超声速进气道
D.1扩压器的压缩特性
D.1.1扩压器原理
D.1.2压力恢复
D.2进气道系统
D.2.1外压缩系统
D.2.2内压缩系统
D.2.3进气道设计
参考文献
附录E燃速和燃烧波结构的测定
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