مواد پرانرژی
سال:1398 | دوره:14 | شماره:3 (پیاپی 43) |تعداد مقالات:6

در این پژوهش، ابتدا مدل پایدار یک بعدی برای راکتور بسترثابت کاتالیستی ارائه شده است. تمامی معادلات انتقال جرم، انتقال حرارت و مومنتوم با در نظر گرفتن فرضیات مناسب در این مدل لحاظ شده است. نتایج حاصل از مدل سازی، تغییرات دمایی، تغییرات غلظت مواد واکنش و افت فشار در طول راکتور را پیش بینی می کند. در ادامه، با استفاده از داده های مدل سازی، طراحی راکتور تجزیه ی کاتالیستی انجام شد. این طراحی با درنظر گرفتن تراست و ضربه ی ویژه آغاز و با محاسبه ی قطر بستر ادامه پیدا می کند. در روند طراحی، با در نظر گرفتن طول بستر به دست آمده از مدل سازی و هم چنین حدس فلاکس جرمی، میزان تفکیک آمونیاک محاسبه می شود. در نهایت، راکتور طراحی شده ساخته و مورد تست قرار گرفت. در این تست ها، حداکثر دمای راکتور برابر با 650 سانتی گراد، میزان تفکیک آمونیاک معادل %59 و افت فشار برابر bar 3/1 بودند که تطابق مناسبی را با داده های مدل سازی نشان دادند.

طراحی گرین مهمترین بخش طراحی موتور سوخت جامد می باشد، در این مقاله هدف به کارگیری متامدل شبکه عصبی در طراحی گرین فینوسیل بر اساس توابع هدف از پیش تعیین شده با توجه به نمودارهای تراست-زمان یا فشار-زمان می باشد تا انواع الزامات تراست عملکردی را از طریق یک روش طراحی نوآورانه با بهره گیری از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک، ارضا نماید. به منظور نمونه برداری در فضای طراحی از روش نمونه برداری کلاسیک استفاده شده است. برای شبیه سازی پسروی سطح سوزش گرین سوخت روش سطوح همتراز انتخاب شده است. به منظور تحلیل بالستیک داخلی، از روش صفر بعدی استفاده شده است. روش متامدل به کار گرفته شده بر اساس روشهای شبکه عصبی مصنوعی از قبیل پرسپترون چند لایه، تابع پایه شعاعی به عنوان جایگزین روش سطوح همتراز در حلقه طراحی بهینه استفاده می گردد. در انتهای این کار به منظور اعتبارسنجی الگوریتم ارائه شده یک نمونه گرین فینوسیل با انواع روشهای ذکر شده مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج حاصله نشان می دهد که این روش طراحی گرین، زمان طراحی را به طور قابل توجهی کاهش می دهد و این الگوریتم می تواند در طراحی هر نوع گرینی مورد استفاده قرار گیرد.

خرج ترموباریکPBXIH-135، ماده منفجره ای با خواص مکانیکی و ایمنی بسیار مطلوب می باشد. در تحقیق حاضر، این PBX به روش ریخته گری-پخت در مقیاس 2 کیلوگرم تهیه و پارامترهای فیزیکی، مکانیکی، حساسیتی و عملکردی آن مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ی تهیه شده دارای دانسیته g/cm3 64/1، سختی Shore A 53، استحکام کششی MPa 68/1 و کرنش 44% بوده است. حساسیت به ضربه N. m 28 و مقدار حساسیت به اصطکاک فرمولاسیون kg. F 36≥ است. سرعت انفجار PBXIH-135 در حدود m/s 6700 و برتری آن نسبت به TNT با حجم برابر در شاخصه ی آزمون های بلوک سربی و ایجاد دندانه در هدف فولادی به ترتیب 13/1 و 33/1 بوده است. نتایج آزمون میدانی بلست نشان داد که PBXIH-135 به لحاظ پارامترهای حرارتی دارای برتری محسوسی است. معادل TNT بر حسب پیک فشار در فواصل داده برداری 5/2 تا 5/4 متر، حدود 23/1 می باشد. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش فاصله داده برداری، نسبت ایمپالس انفجار PBXIH-135 به TNT افزایش می یابد.

کامپوزیتهای پایه آلومینیومی به روشهای مختلفی نظیر اختلاط در حالت مایع, آلیاژسازی مکانیکی و غیره تولید می شوند. یکی از روش های نوین مورد استفاده در تولید کامپوزیت زمینه آلومینیومی روش جوشکاری انفجاری می باشد. جوشکاری انفجاری یک فرآیند حالت جامد است که در آن از انرژی انفجار برای اتصال دو یا چند ماده با هم تحت فشار بالا استفاده می شود. جوشکاری انفجاری روشی قابل قبول برای اتصال فلزات غیر هم جنس می باشد. در این تحقیق, صفحات آلومینیوم 1050 به روش جوشکاری انفجاری با الیاف فولادی تقویت شده اند. الیاف فولادی در چیدمان بین دو صفحه آلومینیومی قرار گرفته و با انجام فرآیند جوشکاری انفجاری اتصال صفحات و الیاف تقویت کننده ایجاد گردید. عوامل مختلفی مانند فاصله توقف, نوع و مقدار ماده منفجره, زاویه ی قرارگیری صفحات و. . . . . بر روی اتصال قابل قبول تاثیر دارد. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی و رسم پنجره جوشکاری پارامترهای مناسب فرآیند تعیین شده و چیدمان فرآیند جوشکاری انفجاری طراحی گردید. قطعات تولید شده با استفاده از این فرآیند مورد بررسی توسط میکروسکوپ نوری قرار گرفتند نتایج شبیه سازی نشان داد که با افزایش بار انفجاری در فاصله توقف ثابت سرعت برخورد و زاویه دینامیکی برخورد افزایش یافته است. نتایج متالوگرافی نشان داد که با انتخاب پارامترهای بهینه به کمک شبیه سازی و رسم پنجره جوشکاری, اتصال کامل فاز زمینه و تقویت کننده با استفاده از فرآیند جوشکاری انجام پذیرفته است و هیچ گونه حفره و منطقه ذوبی و یا ترک در فصل مشترک بین آلومینیوم و الیاف فولادی به وجود نیامده است.

استفاده از ترکیبات انرژی زا، به عنوان بایندر یا نرم کننده در فرمولاسیون پیشرانه جامد، از جمله روش های افزایش ضربه ویژه است. پلی بوتادین با گروه های انتهایی هیدروکسی (HTPB) یکی از پیش-پلیمرهایی است که به طور ویژه، جهت استفاده به عنوان بایندر در پیشرانه، سنتز شده است. وارد کردن PEG در زنجیره های HTPB باعث افزایش قطبیت بایندر شده و مانع از مهاجرت نرم کننده قطبی مثل بوتیل ننا می شود. در این مطالعه، ابتدا الاستورهای آمیزه HTPB/PEG تهیه شد و خواص مکانیکی و حرارتی آنها مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، پیشرانه های بر پایه HTPB/PEG تهیه گردید و خواص مکانیکی آنها با پیشرانه تهیه شده از بایندر HTPB مقایسه شد. وارد کردن PEG به بایندر، باعث افزایش تنش و کشش پیشرانه شده و همچنین موجب مثبت تر شدن موارنه اکسیژن آن می شود. افزایش بوتیل ننا به پیشرانه دارای 75% بار جامد، ضربه ویژه تئوری و نیمه تجربی را به ترتیب معادل 7. 9s و 6. 9s افزایش می دهد.

آزمون کنترل کیفیت تری نیترو تولوئن (TNT) در صنعت، واکنش اکسایش – کاهش آن با پتاسیم پرمنگنات و مدت زمان بی رنگ شدن محلول پتاسیم پرمنگنات می باشد. ناخالصی های مختلف از جمله سایر محصولات نیترودار تولوئن، منجر به کاهش مدت زمان بی رنگ شدن و یا به عبارتی افزایش سرعت واکنش می شود. یکی از ناخالصی های ممکن، سولفونات های نیتروتولوئن حاصل از فرآیند شستن TNT با سولفیت سدیم می باشد. حضور گوگرد و سدیم در بافت TNT، توسط تکنیک پلاسمای جفت شده القایی (ICP) تایید شده است. در این تحقیق، سینتیک واکنش پتاسیم پرمنگنات با TNT خالص و سولفونات های نیتروتولوئن (TNT و سولفیت سدیم)، به روش طیف سنجی جذبی در ناحیه مرئی بررسی شده و ثابت سرعت واکنش و تکرارپذیری روش برای تعیین مقدار سولفونات های نیتروتولوئن، اندازه گیری شده است. در شرایط بهینه غلظتی سولفوریک اسید (6/0 مولار) و پتاسیم پرمنگنات (6/0 میلی مولار)، نتایج نشان داد که حضور سولفونات های نیتروتولوئن سبب افزایش 3/1 برابری سرعت واکنش با پتاسیم پرمنگنات می شود. معرفی یک روش ساده، ارزان و سریع، برای تعیین مقدار سولفونات های نیتروتولوئن، از مزایای روش پیشنهادی است.