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JP-10是能量密度较高的单质燃料,在体积受限的燃烧设备或航空动力装置中具有良好的应用前景;铝粉是重要的工业原料,是燃料空气炸药的主要燃料组分和混合炸药主要添加剂。这些燃料/空气混合物的燃爆特性与工业安全及燃料空气炸弹武器密切相关。本文利用爆炸科学与技术国家重点实验室(北京理工大学)水平多相燃烧爆炸实验系统,对高密度碳氢燃料JP-10以及铝粉、正戊烷、硝基乙烷等组成的多相燃料/空气混合物的燃烧转爆轰(DDT)过程及爆轰波结构开展了研究。通过对铝粉浓度、形态对铝粉/空气混合物DDT过程的影响规律研究,发现片状铝粉/空气混合物在浓度286 g/m~3-532 g/m~3之间时能够实现DDT,最优浓度为409g/m~3,其爆速和爆压分别为1690m/s和58bar;铝粉特征尺度(片状铝厚度,球状铝直径)是影响铝粉/空气混合物DDT过程的重要参数,随着铝粉特征尺度的增加,DDT过程变缓,爆轰参数减小。在浓度409 g/m~3条件下,纳米铝、片铝、微米片铝、10微米铝粉/空气混合物均能够实现DDT,纳米铝粉爆轰参数最大,其爆速和爆压分别为1708m/s和61bar。而15微米和20微米铝粉/空气混合物没有实现DDT。并对铝粉/空气混合物DDT机理进行了分析。通过对JP-10液雾/空气混合物DDT过程研究,发现浓度在142.86g/m~3-222.57g/m~3之间能够实现前导激波和爆燃波耦合并以510m/s-560m/s速度自持传播,这种低速爆轰和JP-10自身的低挥发性及边界条件有关。在本文实验条件下,JP-10/空气混合物的最优爆轰浓度为164.54 g/m~3,其爆速为560m/s。最低临界爆轰浓度在123.04 g/m~3和142.86 g/m~3之间,最高临界爆轰浓度在222.57 g/m~3和253.83 g/m~3之间。对以铝粉为颗粒组分,JP-10为主要液体组分,正戊烷、硝基乙烷为液体添加剂的气/固/液多相燃料/空气混合物的DDT过程进行了研究。探讨了正戊烷及硝基乙烷的添加对DDT过程的影响规律。正戊烷在JP-10/正戊烷/铝粉/空气混合物DDT过程中起主导作用,随着正戊烷含量的增加其爆轰参数(压力、速度等)变大。在本文实验条件下,JP-10/硝基乙烷/铝粉/空气混合物未能实现DDT。研究发现铝粉/空气混合物、JP-10/空气混合物、JP-10/正戊烷/铝粉/空气混合物均能实现DDT,其DDT过程均经历缓慢反应压缩阶段、压力波加速冲击波形成阶段、冲击反应过渡阶段、冲击反应向过压爆轰过渡阶段和爆轰阶段,同时得到了DDT各阶段的过程参数。对多相燃料/空气混合物爆轰波结构进行了研究。在铝粉/空气混合物爆轰传播过程中观察到双头模式的螺旋爆轰,其螺旋轨迹角和胞格尺寸分别为48°和0.486m,并分析了爆轰波的结构、流场参数及激波与三波点轨迹的相互作用;在JP-10/空气混合物爆轰传播过程中观察到单头模式的低速螺旋爆轰,横波波头在管壁圆周面上沿顺时针旋转,其螺旋轨迹角和胞格尺寸为分别为36.65°和0.84m;在JP-10铝粉/空气混合物观察到了单头模式的螺旋爆轰,横波波头在管壁圆周面上沿逆时针旋转,其螺旋轨迹角和胞格尺寸为分别为42.93°和0.56m。