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浙江大学学报(工学版)
J4  2013, Vol. 47 Issue (11): 1987-1991    DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2013.11.016
能源工程     
不同气氛下含硼燃料热氧化特性及动力学分析
周华,张彦威,李和平,汪洋,刘建忠,周俊虎,岑可法
浙江大学 能源清洁利用国家重点实验室,浙江 杭州 310027
Study on thermal oxidation characteristics and kinetics of boron-based fuel-rich in different atmosphere
ZHOU Hua, ZHANG Yan-wei,LI He-ping, WANG Yang, LIU Jian-zhong, ZHOU Jun-hu, CEN Ke-fa
State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China      
 全文: PDF 
摘要：

通过高温热重（TG-DTG）分析和常压差示扫描量热（DSC）等分析手段,研究不同气氛对含硼燃料热氧化特性的影响.利用TG-DTG切线法得到不同气氛下含硼燃料的着起始氧化温度温度,分析实验结果表明,在50～650 ℃温度区间,燃料的着火温度不受气氛影响,提高氧浓度有助于促进燃料反应放热.在650～1 100 ℃温度区间,在O2、空气和CO2气氛下含硼燃料中硼的起始氧化温度温度分别为705.3、710.8、723.4 ℃,在N2下增重非常少,与Ar不发生反应;提高O2浓度有利于降低含硼燃料中硼的起始氧化温度,加快氧化反应,提高含硼燃料的反应效率.采用Satava-Sestak 积分法模型计算燃料在高温段（650～1 100 ℃）不同气氛下的化学反应动力学参数.
关键词： 含硼燃料;  TG-DTG;  DSC;  热分析;  动力学    
Abstract:

The influence of different amorphous on the thermal oxidation characteristics of boron-based fuel-rich was studied by TG-DTG and DSC experiments. Oxidative induction temperature of the fuel under different atmosphere was obtained by TG-DTG tangent method. The experiment results show that the ignition temperature of fuel were not affected by different amorphous at 50～650℃, Increasing the oxygen concentration can improve the heat release of oxidation. Oxidative induction temperature of boron in the fuel in air, O2 and CO2 is 705.3,710.8℃ and 723.4 ℃ respectively at 650～1 100℃, the fuel generated little BN in N2, and didnt react in Ar. Increasing the oxygen concentration can reduce the oxidative induction temperature of boron in the fuel, speed up the combustion reaction and improve the efficiency. The single-curve model of Satava-Sestak integral method was adopted to calculate the kinetic parameters of the thermal reaction of fuel under different atmosphere at 650～1 100℃．
Key words: boron-based fuel-rich    TG-DTG    DSC    thermal analysis    kinetic
出版日期: 2013-12-05
:  O 643.1  
基金资助:

 国家自然科学基金资助项目（51106135）;中国博士后科学基金资助项目（20110491769
通讯作者: 张彦虎，男，副教授.     E-mail: zhangyw@zju.edu.cn
作者简介: 周华（1988-），男，硕士生，主要从事金属燃料燃烧方向研究.E-mail: 21027094@zju.edu.cn
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引用本文:

周华,张彦威,李和平,汪洋,刘建忠,周俊虎,岑可法. 不同气氛下含硼燃料热氧化特性及动力学分析[J]. J4, 2013, 47(11): 1987-1991.

ZHOU Hua, ZHANG Yan-wei,LI He-ping, WANG Yang, LIU Jian-zhong, ZHOU Jun-hu, CEN. Study on thermal oxidation characteristics and kinetics of boron-based fuel-rich in different atmosphere. J4, 2013, 47(11): 1987-1991.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/xueshu/eng/CN/10.3785/j.issn.1008-973X.2013.11.016    或    http://www.zjujournals.com/xueshu/eng/CN/Y2013/V47/I11/1987

［1］ 王宁飞, 关大林, 范红杰. 硼颗粒点火和燃烧研究进展［J］. 含能材料, 2001,9(2) : 86-89．
WANG Ning-fei, GUAN Da-lin, FAN Hong-jie. Development of boron particles ignition and combustion［J］. Energetic Materials, 2001,9(2) : 86-89．
［2］毛成立, 李葆萱, 胡松启,等. 热空气中硼粒子点火模型研究综述［J］. 推进技术, 2001,22(1): 6-9.
MAO Cheng-li, LI Bao-xuan, HU Song-qi, et al. Overview of models of boron particle ignition in hot air［J］. Journal of Propulsion Technology, 2001,22(1): 6-9.
［3］陈超,王英红,潘匡志,等. 硼粉热特性研究［J］. 固体火箭技术, 2009, 32(6):663-666．
CHEN Chao, WANG Ying-hong, PAN Kuang-zhi, et al. The research of thermal property of boron particles［J］. Journal of Solid Rocket Technology, 2009, 32(6): 663-666．
［4］ 王天放, 李疏芬. 不同环境气氛中硼粒子点火特性研究［J］. 飞航导弹, 2004,(1): 49-52．
WANG Tian-fang, LI Shu-feng. Study on Ignition Characteristics of boron particle in different atmosphere［J］. Winged Missiles Journal, 2004,(1): 4952．
［5］ JAIN A, ANTHONYSAMY S, ANANTHASIVAN K, et  al. Studies on the ignition behavior of boron powder ［J］. Thermochimica Acta, 2010,500: 6368．
［6］YOSHIDA T, YUASA S. Effect of water vapor on ignition and combustion of boron lumps in an oxygen stream［J］. Incineration, Combustion of Solid Wastes and Metals. 2000,(28): 2735-2741．
［7］ ULAS A, KUO K K. Ignition and combustion of boron particles in fluorine-containing environments \
[J\]. Combustion and Flame, 2001,127: 19351957．
［8］庞维强, 张教强, 张琼方,等. 硼粉的包覆及含包覆硼燃料燃烧残渣成分分析［J］. 固体火箭技术, 2006, 29(3): 204-208．
PANG Wei-qiang, ZHANG Jiao-qiang, ZHANG Qiong-fang, et al. Coating of boron particles and combustion residue analysis of boron-based solid propellant ［J］.Journal of Solid Rocket Technology, 2006, 29(3): 204-208．
［9］ 毛根旺,吴婉娥. HTPB_镁铝合金含量对含硼富燃燃料压强指数影响［J］. 机械科学与技术, 2008, 27(1): 5-8.
MAO Gen-wang,WU Wan-e. Influence of HTPB/MA content on pressure exponent of boron-based fuel-rich propellant ［J］. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2008, 27(1): 58．
［10］ 李则新(译). 硼［M］. 北京:中国工业出版社, 1964:1.
［11］ KING M K. Boron particle ignition in hot gas streams ［J］. Combustion Science and Technology, 1974,8: 255-273.
［12］KING M K. Ignition and combustion of boron particles and clouds ［J］. Journal of Spacecraft and Rockets, 1982,19: 294-306．
［13］KING M K. Boron ignition and combustion in air-augmented rocket afterburners［J］.Combustion Science and Technology, 1972, 5(4): 155.
［14］陈镜泓, 李传儒. 热分析及其应用［M］. 北京: 科学出版社, 1985．
［15］沈兴. 差热, 热重分析与非等温固相反应动力学［M］. 北京: 冶金工业出版社, 1995: 104．
［16］胡荣祖, 史启祯. 热分析动力学［M］.北京：科学出版社, 2001∶55．
［17］ZHANG J J, GE L G, ZHANG X L. Thermal decomposition kinetics of the Zn(Ⅱ) complex with norfloxacin in static air Atmosphere. ［J］.Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 1999,58:269-278．
［18］高东磊, 张炜, 朱慧,等. 包覆及团聚对硼燃烧的影响［J］. 含能材料,2007,15(4):378-381．
GAO Dong-lei, ZHANG Hui, ZHU Hui, et al. Effect of coating and agglomerating on combustion of boron［J］. Chinese Journal of Energetic Materials,2007,15(4):378-381．
[1] 张欣, 张天航, 黄志义, 张驰, 康诚, 吴珂. 分叉隧道分流局部损失特性及流动特征[J]. 浙江大学学报(工学版), 2018, 52(3): 440-445.
[2] 秦洪远, 刘一鸣, 黄丹. 脆性多裂纹扩展问题的近场动力学建模分析[J]. 浙江大学学报(工学版), 2018, 52(3): 497-503.
[3] 夏毅敏, 钱聪, 李正光, 梅勇兵. 隧道掘进机支撑推进系统振动特性[J]. 浙江大学学报(工学版), 2018, 52(2): 233-239.
[4] 代超, 纪献兵, 周冬冬, 王野, 徐进良. 液滴碰撞不同湿润性表面的行为特征[J]. 浙江大学学报(工学版), 2018, 52(1): 36-42.
[5] 陈昭晖, 倪一清. 自传感磁流变阻尼器实时阻尼力跟踪控制[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(8): 1551-1558.
[6] 张峰, 刘畅, 黄鲁, 吴宗国. 基于双向可控硅的强鲁棒性静电防护器件[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(8): 1676-1680.
[7] 郁杨天, 章青, 顾鑫. 近场动力学与有限单元法的混合模型与隐式求解格式[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(7): 1324-1330.
[8] 刘瑞媚, 刘玉坤, 王智化, 刘颖祖, 胡利华,邵哲如, 岑可法. 垃圾焚烧炉排炉二次风配风的CFD优化模拟[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(3): 500-507.
[9] 李梦暄, 吴价, 郑水英, 应光耀, 刘淑莲. 不同轴瓦结构滑动轴承-转子系统的稳定性[J]. 浙江大学学报(工学版), 2017, 51(11): 2239-2248.
[10] 陈玲红,陈祥,吴建,武燕燕,周昊,邱坤赞,岑可法. 基于热重红外质谱联用技术定量分析燃煤气体产物[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(5): 961-969.
[11] 韩磊,祝培旺,程乐鸣,王勤辉,施正伦,骆仲泱. 煤灰酸浸渣烧结反应试验[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(5): 955-960.
[12] 刘肃肃,余音. 复材非线性及渐进损伤的态型近场动力学模拟[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(5): 993-1000.
[13] 赵鹏宇, 陈英龙, 孙军, 周华. 基于液压平衡的试油试采系统建模与仿真[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(4): 650-656.
[14] 楼齐峰, 马晓龙, 叶盈, 梅振宇. 基于出行成本的停车收费和供给政策影响分析[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(2): 257-264.
[15] 刘刚, 靳立强, 王熠. 乘用车稳定性自抗扰控制策略[J]. 浙江大学学报(工学版), 2016, 50(12): 2289-2296.