火災(zāi)環(huán)境下復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)與分析

吳松,李明海,張中禮

(中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所,四川綿陽(yáng) 621900)

火災(zāi)環(huán)境下復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)與分析

吳松,李明海,張中禮

(中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所,四川綿陽(yáng) 621900)

復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)在貯存、運(yùn)輸、勤務(wù)和使用過(guò)程中可能會(huì)遇到意外火災(zāi)環(huán)境。為達(dá)到含炸藥結(jié)構(gòu)在火燒30 min情況下,內(nèi)部炸藥的最高溫度不超過(guò)343 K(70℃)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)目標(biāo),針對(duì)火災(zāi)環(huán)境下影響含炸藥結(jié)構(gòu)內(nèi)部炸藥溫升的主要因素,提出降低殼體表面輻射率、增大支撐結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱熱阻、采用相變材料進(jìn)行熱疏導(dǎo)的復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)思路和方案。運(yùn)用有限元數(shù)值計(jì)算方法,對(duì)4種熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案的控制效果進(jìn)行計(jì)算分析,獲得了符合設(shè)計(jì)要求的組合熱防護(hù)方案。結(jié)果表明:單一的熱防護(hù)途徑只能降低局部位置的溫度,組合的熱控途徑才能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

兵器科學(xué)與技術(shù);含炸藥結(jié)構(gòu);熱防護(hù)設(shè)計(jì);火災(zāi);熱響應(yīng)模擬

0 引言

戰(zhàn)斗部等復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)在貯存、運(yùn)輸、勤務(wù)和使用過(guò)程中可能會(huì)遇到易燃物起火、電器短路、人為縱火等意外火災(zāi)環(huán)境[1]。在火焰的高溫?zé)彷d荷作用下,一方面,結(jié)構(gòu)局部或總體將產(chǎn)生熱變形,使其承載能力下降,并有可能導(dǎo)致某些關(guān)鍵部件失效;另一方面,含炸藥結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件——炸藥會(huì)因受熱而發(fā)生熱分解反應(yīng)并釋放熱量,同時(shí)還與周?chē)h(huán)境發(fā)生熱量傳遞,在外界持續(xù)熱載荷作用以及炸藥分解放熱的共同作用下,炸藥溫度逐漸升高,導(dǎo)致其分解加劇,當(dāng)內(nèi)部炸藥溫度上升到一定值時(shí),炸藥將發(fā)生熱點(diǎn)火,由于熱邊界和約束的不同熱點(diǎn)火可能導(dǎo)致炸藥燃燒、爆燃、爆炸甚至爆轟[2]。

熱防護(hù)設(shè)計(jì)是近年來(lái)的研究熱點(diǎn):李明海等[3]對(duì)抗事故包裝箱的火災(zāi)環(huán)境進(jìn)行了研究,提出了該環(huán)境下熱防護(hù)設(shè)計(jì)模型并進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算;朱方龍[4]研究了附加相變材料層的熱防護(hù)服裝在火災(zāi)高溫環(huán)境下的熱響應(yīng);Ojha等[5]對(duì)火災(zāi)環(huán)境下柱形容器的熱防護(hù)進(jìn)行了研究和計(jì)算,并指出使用低導(dǎo)熱率材料可以降低容器內(nèi)部溫度。一般情況下,單一的熱防護(hù)途徑并不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

本文針對(duì)異?；馂?zāi)環(huán)境下復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)要達(dá)到的熱防護(hù)設(shè)計(jì)目標(biāo),分析影響內(nèi)部炸藥溫升的主要因素;提出相應(yīng)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)途徑和方案,并對(duì)方案的熱防護(hù)效果進(jìn)行計(jì)算分析,得到滿(mǎn)足要求的熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案,為戰(zhàn)斗部、包裝箱等復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)的熱控設(shè)計(jì)提供參考。

1 物理模型

復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)通常是由不同類(lèi)型的材料及眾多部組件通過(guò)不同的連接方式組合而成的復(fù)雜系統(tǒng),本文所指的復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)是指能夠反映典型戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)特征、材料性能和裝藥特性的多層組合結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)通常設(shè)計(jì)成軸對(duì)稱(chēng)式的內(nèi)、中、外3層結(jié)構(gòu)(如圖1所示):內(nèi)層結(jié)構(gòu)為密實(shí)炸藥,其殼體采用6 mm厚的高強(qiáng)度不銹鋼;外層結(jié)構(gòu)為碳-酚醛燒蝕層和鈦合金;內(nèi)外層結(jié)構(gòu)之間存在空氣夾層,二者之間通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)連接(各層材料組成、厚度和尺寸見(jiàn)表1)。

圖1 復(fù)雜含裝藥結(jié)構(gòu)物理模型Fig.1 Physical model of complex structure with explosives

表1 各層材料名稱(chēng)、尺寸或厚度Tab.1 Size or thickness of each material

對(duì)異?；馂?zāi)環(huán)境下復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱分析可知:火焰的高溫?zé)彷d荷從結(jié)構(gòu)的最外層傳遞到內(nèi)層的炸藥部件,需經(jīng)歷多種連接結(jié)構(gòu)界面和空氣夾層,涉及導(dǎo)熱、對(duì)流和輻射3種傳熱方式。所以,影響內(nèi)部炸藥溫升的主要因素有:多層結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo),中間空氣夾層的復(fù)合傳熱,內(nèi)外層之間的支撐結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)。

根據(jù)傅里葉定律、牛頓冷卻定律以及斯蒂芬—波爾茲曼定律等傳熱學(xué)基本理論的初步分析結(jié)果可知:在整個(gè)傳熱過(guò)程中,通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱傳入內(nèi)部的熱量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相同傳熱面積的中間空氣夾層的傳熱量;在空氣夾層的復(fù)合傳熱份額中,輻射換熱又要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣夾層的熱傳導(dǎo)傳熱和對(duì)流換熱。因此,針對(duì)復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)設(shè)計(jì),應(yīng)著力從能有效降低空氣夾層的輻射傳熱量和減小支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱量?jī)蓚€(gè)方面入手。

2 熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)及原則

受復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量、空間及物理性能等約束條件的限制,熱防護(hù)設(shè)計(jì)需在不影響總體指標(biāo)的前提下,對(duì)傳遞給含炸藥結(jié)構(gòu)的外部熱量進(jìn)行有效阻隔、疏導(dǎo),以確保內(nèi)部炸藥不超過(guò)允許的最高溫度。

綜合考慮復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)內(nèi)部炸藥的相關(guān)理化特性[6],確定系統(tǒng)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)目標(biāo)為:在火焰溫度為1 273 K情況下,火燒30 min時(shí),內(nèi)部炸藥的最高溫度不超過(guò)343 K(即70℃)。

針對(duì)影響炸藥溫升的主要因素,含炸藥結(jié)構(gòu)熱防護(hù)設(shè)計(jì)擬采用由外至內(nèi)、由總體到局部的分級(jí)熱控原則:首先,降低內(nèi)部空氣夾層間的殼體表面輻射率,將外部熱量“堵截”,減少通過(guò)空氣夾層的熱量輸入;其次,增加支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱熱阻,減少因支撐結(jié)構(gòu)的“熱短路”所帶來(lái)的局部高熱量輸入;最后,對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱疏導(dǎo),進(jìn)一步降低支撐結(jié)構(gòu)的局部熱量輸入。

2.2 熱防護(hù)途徑

2.2.1 降低空氣夾層間殼體表面的輻射率至0.1

測(cè)試結(jié)果表明,含炸藥結(jié)構(gòu)內(nèi)部空氣夾層間的殼體輻射率在未采取任何熱防護(hù)途徑之前,其值通常在0.6～0.8范圍內(nèi),在火燒環(huán)境下,由于殼體表面的高輻射率,空氣夾層的輻射傳熱量要占整個(gè)空氣夾層傳熱量的70%以上。因此,復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)按照“先總體、后局部”的設(shè)計(jì)原則,首先采用降低空氣夾層間殼體表面的輻射率的熱控途徑,將外部熱量“堵截”。

按照工藝可實(shí)施原則,目前降低空氣夾層間殼體輻射率至0.1主要有兩種方法:一種是對(duì)金屬表面進(jìn)行鍍覆層處理,可以通過(guò)鍍鉻或鍍鋅鈍化來(lái)實(shí)現(xiàn);另外一種是在金屬表面粘貼低輻射率薄膜,可以通過(guò)耐高溫膠粘貼拋光鋁薄膜來(lái)實(shí)現(xiàn)。測(cè)試表明兩種方法均可以達(dá)到降低輻射率至0.1的目的。

2.2.2 增加支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱熱阻

原有支撐結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)熱率較高的304號(hào)不銹鋼,常溫下其導(dǎo)熱率為14.9 W/(m·K).支撐結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于面積相同的空腔表面,故在與之相連接部位的炸藥溫度會(huì)很快升高。增大結(jié)構(gòu)熱阻可由下述方法實(shí)現(xiàn):在不降低支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的原則下采用導(dǎo)熱率較低的鈦合金(常溫下導(dǎo)熱率僅為6.3 W/(m·K))代替304號(hào)不銹鋼。

2.2.3 在支撐結(jié)構(gòu)表面包覆相變材料,實(shí)現(xiàn)“熱短路”部位的熱疏導(dǎo)

支撐結(jié)構(gòu)是整個(gè)結(jié)構(gòu)的“熱短路”部位,靠單一的增加支撐結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱熱阻顯然難以達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)整體的熱防護(hù)設(shè)計(jì)要求。相變材料在相變過(guò)程中會(huì)放出或吸收大量潛熱,但其溫度卻基本保持不變,利用這一特性,在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱防護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),可采用一種基于相變材料的輔助熱防護(hù)途徑,以實(shí)現(xiàn)對(duì)支撐結(jié)構(gòu)輸入熱量的有效疏導(dǎo)。其基本思路是:將相變材料包覆于支撐結(jié)構(gòu)表面,當(dāng)相變材料與支撐結(jié)構(gòu)的界面溫度升高到相變材料熔點(diǎn)時(shí),相變材料熔化,按熔化潛熱吸收熱量,使界面溫度仍保持在熔化點(diǎn)附近。

適合于支撐結(jié)構(gòu)的相變材料應(yīng)具備如下要求:

1)合適的相變溫度,因?yàn)橄嘧儨囟日撬枰刂频奶囟囟?

2)較大的相變潛熱,從而質(zhì)量輕;

3)相變材料的導(dǎo)熱性能要好,以實(shí)現(xiàn)有效的疏導(dǎo);

4)材料的密度大,從而體積能密度大;

5)相變過(guò)程中體積變化小;

6)與封裝材料的相容性好。根據(jù)熱防護(hù)設(shè)計(jì)指標(biāo),所選取的相變材料相變溫度應(yīng)在70℃左右,大致包括如下兩類(lèi):一類(lèi)是無(wú)機(jī)相變材料,如 Li-CH3COO·2H2O;另一類(lèi)是石蠟類(lèi)中的三十二烷和三十三烷,他們所對(duì)應(yīng)的相變溫度和相變潛熱分別為69.5℃,170 kJ/kg和73.9℃,268 kJ/kg[7],本文所選取的為三十三烷。

2.3 熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案

針對(duì)上述不同的熱防護(hù)途徑,對(duì)復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)提出了4種熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案,其中前3種方案分別采用了單一的不同熱防護(hù)途徑,方案4則采用的是組合熱防護(hù)途徑。如表2所示。

表2 復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案Tab.2 Thermal protection design schemes for complex structure with explosives

3 熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案的效果分析

為了比較不同熱防護(hù)方案的防護(hù)效果,本文通過(guò)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化并做如下假設(shè):

1)含炸藥結(jié)構(gòu)的初始溫度為293 K;

2)含炸藥結(jié)構(gòu)完全被火焰包覆;

3)火焰環(huán)境中的溫度分布相同,具有等溫性,火焰溫度恒定為1 273 K;

4)火焰燃燒產(chǎn)生的氣體視為灰體,火焰的輻射率為0.9;

5)忽略氣體的散射作用,火焰對(duì)含炸藥結(jié)構(gòu)的對(duì)流換熱系數(shù)取56 W/(m2·K)[6];

6)相變材料在熱量傳遞過(guò)程中以導(dǎo)熱為主,不考慮其對(duì)流和輻射,相變溫度恒定,固-液兩相的比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、密度均為常數(shù)。

通過(guò)有限元數(shù)值模擬軟件建立了可用于描述復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)整體火燒響應(yīng)的數(shù)值模型和計(jì)算方法,針對(duì)影響含炸藥復(fù)雜系統(tǒng)熱響應(yīng)特性的一些關(guān)鍵問(wèn)題,如:如何處理碳-酚醛燒蝕層的熱解效應(yīng);如何處理炸藥部件的高溫?zé)峤夥磻?yīng)熱;如何處理空氣夾層復(fù)合傳熱及如何處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)殼體內(nèi)、外邊界條件的非線性提出了有效的數(shù)值求解方法[6]。對(duì)4個(gè)方案的熱防護(hù)效果進(jìn)行了計(jì)算,得到了相應(yīng)方案下炸藥的溫度響應(yīng)。為便于分析比較,選取炸藥部件的兩個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行討論:一個(gè)點(diǎn)位于空氣夾層中間位置,另一個(gè)點(diǎn)位于支撐結(jié)構(gòu)中間部位(由于支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣夾層的傳熱,所以特征點(diǎn)2即為內(nèi)部炸藥溫度最高點(diǎn)),具體位置如圖2所示。

圖2 內(nèi)部炸藥特征點(diǎn)位置示意圖Fig.2 Locations of characteristic points in explosives

3.1 無(wú)熱防護(hù)途徑的響應(yīng)行為分析

計(jì)算結(jié)果表明,在沒(méi)有任何熱防護(hù)途徑的情況下,在經(jīng)歷火燒最初的6.67 min時(shí),由于組合結(jié)構(gòu)外部殼體(碳-酚醛燒蝕層和鈦合金殼體)的吸熱和熱屏蔽作用,整個(gè)炸藥部件及外表面特征點(diǎn)的溫度值均不高,最高溫度僅為300 K.

此后,炸藥表面溫升速率增加,在火燒26.8 min時(shí),由于內(nèi)容器殼體外表面接受通過(guò)輻射傳熱方式來(lái)自鈦合金殼體內(nèi)壁面的大量熱量,以及支撐結(jié)構(gòu)迅速導(dǎo)熱傳入內(nèi)部的大量熱量,致使兩特征點(diǎn)的溫度快速升高。最終使與內(nèi)容器殼體緊鄰的炸藥部件表面溫度快速接近炸藥“熱點(diǎn)火”的臨界溫度,使得炸藥熱分解速率迅速增大,并帶來(lái)反應(yīng)熱的急劇增加,直接導(dǎo)致局部炸藥的“熱點(diǎn)火”,并最終使整個(gè)藥柱發(fā)生“熱點(diǎn)火”現(xiàn)象。整個(gè)火燒歷程中,點(diǎn)火點(diǎn)溫升歷程如圖3所示,內(nèi)部炸藥溫度分布及點(diǎn)火點(diǎn)位置見(jiàn)圖4(a)。

圖3 點(diǎn)火點(diǎn)溫升-時(shí)間歷程Fig.3 Temperature rise vs.time at ignition point

3.2 不同熱防護(hù)設(shè)計(jì)方案的效果分析

以對(duì)模型的相關(guān)假設(shè)和一些關(guān)鍵問(wèn)題的數(shù)值處理為基礎(chǔ),利用有限元分析軟件計(jì)算獲得了不同熱防護(hù)方案下,復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷火燒30 min時(shí)(在30 min之前發(fā)生熱點(diǎn)火的,只計(jì)算到熱點(diǎn)火時(shí)間)內(nèi)部炸藥的溫度分布(見(jiàn)圖4)和熱響應(yīng)結(jié)果(見(jiàn)表3)。兩個(gè)特征點(diǎn)的溫升-時(shí)間歷程如圖5所示。

表3 不同熱防護(hù)方案溫控效果Tab.3 Temperature control effects of different thermal protection schemes

采用方案1時(shí),炸藥溫升雖然較無(wú)熱控途徑時(shí)要慢,但在經(jīng)歷火燒約12.8 min時(shí),其最高溫度已經(jīng)超過(guò) 343 K,不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,且在火燒29.8 min時(shí),仍然會(huì)發(fā)生熱點(diǎn)火現(xiàn)象。這是因?yàn)?雖然空氣夾層間殼體表面輻射率降低,整體上傳入內(nèi)部的熱量減少,但是支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱依然非常迅速,使靠近其附近的炸藥迅速升溫,最終發(fā)生熱點(diǎn)火。由圖5可以進(jìn)一步看出,采用方案1時(shí),特征點(diǎn)1的溫升速率比無(wú)熱防護(hù)途徑時(shí)的慢,由7.81 K/min降到6.74 K/min;特征點(diǎn)2的溫升速率也由12.05 K/min降低到9.77 K/min.所以,單一的降低輻射率的熱防護(hù)方案只能在一定程度上降低內(nèi)部炸藥的溫升速率,并不能消除因支撐結(jié)構(gòu)“熱短路”而帶來(lái)的傳熱影響。

圖4 不同熱防護(hù)方案下內(nèi)部炸藥溫度分布Fig.4 Temperature distribution of inner explosives under different thermal protection schemes

圖5 不同熱防護(hù)方案下特征點(diǎn)溫升-時(shí)間歷程Fig.5 Temperature rise and time under different thermal protections

采用方案2時(shí),炸藥溫升趨勢(shì)有所降低,但在經(jīng)歷火燒14.2 min時(shí),其最高溫度已經(jīng)超過(guò)343 K,不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,且在火燒29.3 min時(shí)炸藥發(fā)生熱點(diǎn)火。由圖5可知:特征點(diǎn)1的溫升速率由7.81 K/min降到7.37 K/min,降幅不大,這是因?yàn)?特征點(diǎn)1接受的熱量主要來(lái)自輻射,空氣夾層輻射率未降低,其溫升速率降低的幅度也較小;特征點(diǎn)2的溫升速率由12.05 K/min降低到10.46 K/min,這是因?yàn)閷?dǎo)熱率降低,熱阻增大,經(jīng)由導(dǎo)熱傳入內(nèi)部炸藥的熱量減小。但是兩個(gè)點(diǎn)的最高溫度均超過(guò)了設(shè)計(jì)要求,熱防護(hù)力度還是不夠。

采用方案3時(shí),在經(jīng)歷火燒14.5 min時(shí),炸藥溫度已超過(guò)343 K,亦不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。特征點(diǎn)1和2的溫升速率分別降低到4.54 K/min和6.76 K/min,均有較大幅度減小。雖然相變材料起到了對(duì)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱疏導(dǎo)的作用,傳入炸藥的熱量減少,但通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱傳入內(nèi)部炸藥的熱量依然很多,同時(shí)空氣夾層間殼體輻射率未變,整體上傳入內(nèi)部炸藥熱量依然很高。所以,該方案仍不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

方案4采用組合熱控途徑:首先,降低空氣夾層間殼體表面輻射率,使整體上傳入內(nèi)部的熱量減少,符合熱防護(hù)設(shè)計(jì)“先總體,后局部”的原則;其次,增加支撐結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱熱阻,堵截“熱短路”位置的熱量輸入;最后,在增加熱阻的基礎(chǔ)上,對(duì)支撐位置進(jìn)行熱疏導(dǎo)。計(jì)算結(jié)果表明:在經(jīng)歷火燒30 min時(shí),內(nèi)部炸藥最高溫度僅為341.2 K,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論

為了達(dá)到火燒30 min情況下,復(fù)雜含炸藥結(jié)構(gòu)內(nèi)部炸藥最高溫度不超過(guò)343 K的熱防護(hù)目標(biāo),針對(duì)火災(zāi)環(huán)境下影響含炸藥結(jié)構(gòu)內(nèi)部炸藥溫升的主要因素,提出了相應(yīng)的熱防護(hù)途徑,并對(duì)各個(gè)途徑的防護(hù)效果進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,結(jié)果表明:1)單一的熱防護(hù)途徑只能降低內(nèi)部炸藥局部位置的溫升,不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,使用組合熱控途徑才能達(dá)到本文的熱防護(hù)設(shè)計(jì)目標(biāo);2)支撐結(jié)構(gòu)屬處于“熱短路”狀態(tài),不僅要增大其導(dǎo)熱熱阻,還要對(duì)其進(jìn)行熱疏導(dǎo)才能減小其傳熱量;3)相變溫度在70℃左右的相變材料對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的熱疏導(dǎo)最有效。

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Design and Analysis of Thermal Protection of Complex Structure with High Explosives under Fire Conditions

WU Song,LI Ming-hai,ZHANG Zhong-li
(Institute of Systems Engineering,China Academy of Engineering Physics,Mianyang 621900,Sichuan,China)

The complex structure with high explosives may encounter an accidental fire event during storage,transportation,service or use.The objective of thermal protection design is that the highest temperature of explosives in the complex structure should not exceed 343 K(70℃)in 30 min under fire condition.Some thermal protection measures are presented by analyzing the main factors that affect the temperature rise of the explosives,which are to reduce the emissivity of shell surface,increase the thermal resistance in structural supports and use phase change materials for heat leading.The thermal protection effects of different schemes are computed and analyzed using FEM numerical analysis method.The results show that single measure can only reduce a local temperature,and the combining measures can satisfy the design requirement.

ordnance science and technology;structure with explosives;thermal protection design;fire; thermal response simulation

TJ760.89;TQ56

:A

:1000-1093(2014)08-1275-06

10.3969/j.issn.1000-1093.2014.08.021

2013-09-02

吳松(1986—),男,助理研究員。E-mail:wusong@zju.edu.cn;李明海(1970—)男,研究員、博士生導(dǎo)師。E-mail:limh@caep.cn