Pomiar temperatury dopalania obłoku produktów wybuchu za pomocą dwuzakresowej fotodiody

• Autorzy: Wieja Łukasz , Paszula Józef

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.0854

Warianty tytułu

EN

Measurement of explosion afterburning fireball temperature by dual-band photodiode

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Istotnym parametrem podczas szacowania efektywności wybuchu mieszanin termobarycznych jest ich temperatura dopalania. W ramach niniejszej pracy dokonano przeglądu powszechnie stosowanych metod pomiaru temperatury dopalania obłoku produktów wybuchu, takich jak spektroskopia, pirometria optyczna, termowizja. Przedstawiono również metodę pomiaru ciągłego za pomocą dwuzakresowej fotodiody o zakresach pracy 400-1100 nm i 1000-1800 nm. Wysoka rozdzielczość czasowa tej metody pozwala na identyfikację szybkich zmian temperatury, wynikających na przykład z przejścia przez dopalający się obłok produktów wybuchu odbitej fali podmuchowej. Przedstawiono główne założenia metody oraz wyniki wstępnych pomiarów i porównano je z pomiarami spektrometrycznymi dla tych samych ładunków. Pomiary przeprowadzono dla mieszanin azotanu (V) amonu z aluminium i z PAM.

EN

A temperature of terminal combustion (afterburning) of thermobaric mixtures is an important parameter of explosion effectiveness. The paper revews typical methods of spectroscopy, optical pyrometry, and thermovision for measuring the terminal combustion temperature of a fireball of explosion products. A method of continuous measurement by a dual-band photodiode operating on 400-1100 nm and 1000-1800 nm is presented. Method’s high time resolution allows for the identification of rapid temperature changes resulting, for example, from the passage of a reflected blast wave through the fireball. The main assumptions of the method, the results of preliminary measurements and their comparison with spectrometric measurements for the same charges are presented. The measurements were carried out for mixtures of ammonium nitrate (V) with aluminum and with PAM.

Słowa kluczowe

PL

obłok produktów wybuchu; aluminizowane materiały wybuchowe; amonale; pomiary temperatury; fotodioda dwuzakresowa; spektroskopia

EN

fireball; aluminized explosives; ammonals; temperature measurements; dual-range photodiode; spectroscopy

• Wydawca: Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia
• Czasopismo: Problemy Techniki Uzbrojenia
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 48, z. 152
• Strony: 57--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wieja Łukasz

• Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia, ul. Wyszyńskiego 7, 05-220 Zielonka

autor

Paszula Józef

• Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46

Bibliografia

• 1. Benda-Lutz. (2003). Safety data sheet BLITZ Aluminium/Magnesium, Traismauer.
• 2. Chen, Y., Xu, S., Wu, D. J., Liu, D. B. (2016). Experimental Study of the Explosion of Aluminized Explosives in Air, Central European Journal of Energetic Materials, 13, 117-134. DOI: 10.22211/cejem/64967.
• 3. DSD2 - Dual Band Si/InGaAs Detector Spec sheet, Thorlabs, Inc, 2014. (https://www.thorlabs.com/drawings/2eb51fdf6dbd74af-3579DAAD-5056-0103-79B178B4E1CCD2AA/DSD2-SpecSheet.pdf. - Dostęp: 20. 01. 2019].
• 4. Feng, Y., Xia, Z., Huang, L., Ma, L. (2018). Effect of Ambient Temperature on the Ignition and Combustion Process of Single Aluminium Particles, Energy, 162, 618-629. DOI: 10.1016/j.energy.2018.08.066.
• 5. Gelfand, B.E., Medvedev, S.P., Khomik, S.V., Silnikov, M.V. (2008). Comparative Study of Pressure-temperature Effects from TNT and RDX-IPN-AL, Military Aspects of Blast and Shock MABS20.
• 6. Glumac, N., Krier, H., Lynch, P., Peuker, J. (2010). Optical Spectroscopy of Fireballs from Metallized Reactive Materials, in: 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting. Orlando, Florida.
• 7. Gogulya, M., Dolgoborodov, A., Brazhnikov, M., (1999). Investigation of Shock and Detonation Waves by Optical Pyrometry, International Journal of Impact Engineering, 23, 283-293. doi.org/10.1016/S0734-743X(99)00080-9.
• 8. Goroshin, S., Frost, D., Levine, J., Yoshinaka, A., Zhang, F. (2006). Optical Pyrometry of Fireballs of Metalized Explosives, Propellants Explosives Pyrotechnics, 3. DOI: 10.1002/prep.200600024.
• 9. Lebel, L., Brousseau, P., Erhardt, L., Andrews, W. (2013). Measurements of the Fireball Temperature Inside an Explosive Fireball, Journal of Applied. Mechanics, 80(3). DOI: 10.1115/1.4023561.
• 10. Lefrancois, A., Grouffal, J-Y., Bouinot, P. (2002). Temperature and Pressure Measurements Comparison of the Aluminized Emulsion Explosives Detonation Front and Products Expansion, Twelfth Int. Detonation Symposium.
• 11. Lewis, W., Rumchik, C., Smith, M. (2013). Emission Spectroscopy of the Interior of Optically Dense Post-Detonation Fireballs, Journal of Applied Physics, 113. DOI.org/10.1063/1.4774029.
• 12. Maiz, L., Trzciński, W., Paszula, J. (2016). Optical Spectroscopy to Study Confined and Semi-closed Explosions of Homogeneous and Composite Charges, Optics and Lasers in Engineering, 88, 111-119.
• 13. Maiz, L., Trzciński, W., Paszula, J. (2017a). Semi‐Closed Investigations of New Aluminized Thermobaric and Enhanced Blast Composites, Propellants Explosives Pyrotechnics, 42, 111-119. doi.org/10.1016/j.optlaseng.2016.08.006.
• 14. Maiz, L., Trzciński, W., Paszula, J. (2017b). Investigation of Fireball Temperatures in Confined Thermobaric Explosions, Propellants Explosives Pyrotechnics, 42. DOI.org/10.1002/prep.201600150.
• 15. Mikron Infrared, Inc. MikroScan 7200V. (http://www.zycon.com/Literature/225306/71535/ 7200Vdatasheet.pdf, dostęp: 20.01.2019].
• 16. Mohamed, A., Mostafa, H., Elbasuney, S. (2016). Nanoscopic Fuel-rich Thermobaric Formulations: Chemical Composition Optimization and Sustained Secondary Combustion Shockwave Modulation, Journal of Hazardous Materials, 301, 492-503. DOI:10.1016/j.jhazmat.2015.09.019.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).