一种梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型的建立方法技术

本发明专利技术公开了一种梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型的建立方法，包括以下步骤：S1、建立模型假设；S2、建立化学反应控制传质模型；S3、建立固体残留膜层的内扩散控制传质模型；S4、建立界面传质和固体残留膜层扩散的混合控制传质模型；S5、实验验证步骤S2、S3和S4所述模型，比较得到最优的梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型。本发明专利技术明确了该反应过程受到固体残留膜层的内扩散控制的影响，对制备梯度硝基发射药梯度硝基层的结构以及反应进程精细化调控具有重要的指导意义。精细化调控具有重要的指导意义。精细化调控具有重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型的建立方法


[0001]本专利技术涉及火药领域，尤其涉及一种梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型的建立方法。

技术介绍

[0002]实现发射药能量释放由慢到快的高渐增性，成为决定武器性能的核心与关键技术，其控制技术研究一直是国内外研究的热点。发射药的创新与发展对武器系统的提升起着巨大的推动作用，兼顾能量释放高渐增性与低有害现象的发射药是武器装备系统发展的需求。梯度硝基发射药是采用化学剪裁方法，使发射药中的
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O
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NO2基团沿表面反法向定位、定量和梯度分布，实现了发射药能量释放的高渐增性，是一种满足武器装备系统发展需求的新型能量释放渐增性发射药。
[0003]梯度硝基发射药的制备条件决定了梯度硝基层的结构，梯度硝基层的结构决定了梯度硝基发射药的能量释放渐增性的优劣。梯度硝基发射药的制备过程是一个固
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液化学反应的过程，即固体发射药与脱硝反应溶液之间进行的一个脱硝化学反应。梯度硝基发射药制备过程中的物质传质和两相反应都是固相(未反应硝化纤维素、未本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤，S1、建立模型假设：a、假定反应体系是在恒温环境下进行反应；b、近似假定反应界面不动，将反应过程视为拟定态过程；c、假设脱硝反应为一级不可逆化学反应，其表达式简化为：A(l)+bB(s)
→
fF(l)+sS(s)
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(1)d、假定梯度硝基发射药是球型固体；S2、建立化学反应控制传质模型：当脱硝反应受到化学反应控制时，反应模型的数学表达式为：S3、建立固体残留膜层的内扩散控制传质模型：当脱硝反应受到固体残留膜层的内扩散控制时，反应模型的数学表达式为：S4、建立界面传质和固体残留膜层扩散的混合控制传质模型：当脱硝反应受到界面传质和固体残留膜层扩散的混合控制时，反应模型的数学表达式为：S5、实验验证步骤S2、S3和S4所述模型，比较得到最优的梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型；上式中，A表示脱硝反应液，B表示未反应固体发射药，F表示脱硝反应后的液体产物，S表示脱硝反应后的固体产物；x
B
表示固相反应物B的转化率，k1、k2、k3为常数系数。2.根据权利要求1所述的一种梯度硝基发射药制备过程反应动力学模型的建立方法，其特征在于，所述步骤S1还包括基于所述模型假设进行脱硝反应分析：(1)脱硝反应液A通过滞留膜的外扩散速率为：(2)脱硝反应液A通过固体残留膜层的内扩散速率为：其中，(3)脱硝反应液A与未反应固体发射药B进行一级不可逆反应的化学反应速率为：
(4)未反应芯半径R
c
与反应时间的关系为：(5)固相反应物B的转化率x
B
与R
c

【专利技术属性】
技术研发人员：李世影，李宇，肖忠良，丁亚军，南风强，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：