RU2354924C1 - Device for definition of characteristics of energetic materials destruction by jet cavitation - Google Patents
Device for definition of characteristics of energetic materials destruction by jet cavitation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2354924C1 RU2354924C1 RU2008103622/02A RU2008103622A RU2354924C1 RU 2354924 C1 RU2354924 C1 RU 2354924C1 RU 2008103622/02 A RU2008103622/02 A RU 2008103622/02A RU 2008103622 A RU2008103622 A RU 2008103622A RU 2354924 C1 RU2354924 C1 RU 2354924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- water
- nozzle
- cavitating
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области утилизации военной техники и боеприпасов путем расснаряжения и утилизации составных частей артиллерийских снарядов с использованием гидрокавитационного разрушения массива энергетического материала, а именно к способам и устройствам для определения механической стойкости таких материалов к эродирующим и силовым воздействиям затопленной кавитирующей струи. При разработке установок для удаления или вымывания взрывчатых веществ (ВВ) и смесевых твердых ракетных топлив (СТРТ) из снарядов и корпусов РДТТ с помощью струйной кавитации с требуемой производительностью и экономичностью необходимо знать характеристики механической стойкости ВВ и СТРТ к воздействиям такой струи, чтобы обоснованно выбирать режимы струйного разрушения кавитирующей струей.The invention relates to the field of disposal of military equipment and ammunition by means of stocking and disposal of components of artillery shells using hydrocavitational destruction of an array of energy material, and in particular, to methods and devices for determining the mechanical resistance of such materials to the eroding and power effects of a flooded cavitating jet. When developing installations for the removal or leaching of explosive substances (explosives) and mixed solid rocket fuels (STRT) from rockets and solid propellant rocket engines using jet cavitation with the required performance and economy, it is necessary to know the characteristics of the mechanical resistance of explosives and STRT to the effects of such a jet in order to reasonably choose modes of jet destruction by a cavitating jet.
Для этого необходимы устройства, позволяющие определить характеристики механической стойкости на малых образцах энергетических материалов (ВВ и СТРТ) в условиях, которые должны быть близкими к тем, которые планируется иметь в вымывных агрегатах для реальных изделий, снаряженных энергетическими материалами.For this, devices are needed to determine the mechanical resistance characteristics on small samples of energy materials (explosives and STRT) under conditions that should be close to those planned to be in washing units for real products equipped with energy materials.
Известны устройства для проведения испытаний материалов под воздействием затопленной кавитирующей струи жидкости в виде камеры с каналами для подвода и отвода среды, соплом, установленным в канале для подвода среды, и держателя цилиндрического образца [1]. При работе задают расстояние между срезом сопла и поверхностью образца, подают под давлением рабочую среду во входной патрубок и воздействуют струей из сопла на поверхность образца. В ходе испытания поддерживают заданное соотношение между гидростатическим давлением в камере и давлением на срезе сопла. После испытания камеру вскрывают, извлекают образец и определяют эрозионный унос материала путем взвешивания и обмера зоны эрозии [2].Known devices for testing materials under the influence of a flooded cavitating jet of liquid in the form of a chamber with channels for supplying and discharging a medium, a nozzle installed in a channel for supplying a medium, and a holder for a cylindrical sample [1]. During operation, the distance between the nozzle exit and the sample surface is set, the working medium is supplied under pressure to the inlet pipe, and the surface of the sample is sprayed from the nozzle. During the test, the specified ratio between the hydrostatic pressure in the chamber and the pressure at the nozzle exit is maintained. After the test, the chamber is opened, a sample is taken and the erosion of the material is determined by weighing and measuring the erosion zone [2].
Кроме собственно камеры автономные устройства для проведения испытаний обычно включают емкость для рабочей жидкости, обычно воды, систему подачи воды высокого давления с насосом высокого давления, систему отвода воды из камеры после фильтрации обратно в емкость рабочей жидкости по замкнутому циклу и измерительные приборы.In addition to the chamber itself, autonomous test devices usually include a container for the working fluid, usually water, a high-pressure water supply system with a high-pressure pump, a system for draining water from the chamber after filtering back into the working fluid tank in a closed cycle, and measuring instruments.
Недостаток применения известных устройств для проведения испытаний связан с тем, что основными испытуемыми материалами обычно являются металлы, т.е. материалы с высокой стойкостью к эрозионному разрушению. Энергетические материалы обладают низкими механическими свойствами, и эта их особенность позволяет проводить кавитационное эрозионное разрушение в корпусах боеприпасов и вымывание фрагментов ВВ из корпусов безопасно с достаточно высокой производительностью. Известные устройства позволяют определять статические характеристики эрозии, например локальный износ, в то время как при практической реализации способа вымывания осуществляют движение (траверсирование) кавитирующей струи по поверхности с достаточно высокой окружной скоростью. Таким образом, нужны данные об эрозионных характеристиках материалов в условиях траверсирования струи с определением взаимосвязей между производительностью эрозии, скоростью траверсирования, давлением подачи воды, диаметром сопла и расстоянием между соплом и поверхностью материала. Эти условия включают также осуществление эрозии затопленной струей с давлением подачи 10…50 МПа при давлении в вымывной камере 0,1…0,3 МПа.The disadvantage of using known test devices is that the main test materials are usually metals, i.e. materials with high erosion resistance. Energy materials have low mechanical properties, and this feature allows them to carry out cavitation erosion destruction in ammunition shells and flushing explosive fragments from the shells safely with a fairly high performance. Known devices can determine the static characteristics of erosion, for example, local wear, while in the practical implementation of the leaching method, a cavitating jet is moved (traversed) over the surface at a sufficiently high peripheral speed. Thus, we need data on the erosion characteristics of materials under jet traverse conditions with the determination of the relationships between erosion performance, traverse speed, water supply pressure, nozzle diameter and the distance between the nozzle and the surface of the material. These conditions also include erosion by a flooded stream with a supply pressure of 10 ... 50 MPa at a pressure in the wash chamber of 0.1 ... 0.3 MPa.
Известны лабораторные макетные устройства для определения эрозионных характеристик инертных материалов, моделирующих реальные энергетические материалы, содержащие систему подачи рабочей жидкости (воды) под высоким давлением, открытый контейнер с водой в качестве камеры вымывания, погруженное в воду струйное сопло на штативе и пластинку из исследуемого материала, закрепленную под соплом. Общими недостатками таких устройств является низкая производительность, низкая точность установки расстояния между срезом сопла и поверхностью образца, невозможность регулирования давления в камере вымывания, большой объем воды в контейнере, который после испытания оказывается загрязненным абразивными продуктами разрушения [3].Known laboratory mock devices for determining the erosion characteristics of inert materials that simulate real energy materials containing a system for supplying a working fluid (water) under high pressure, an open container with water as a washing chamber, a jet nozzle immersed in water on a tripod, and a plate of the material to be studied, fixed under the nozzle. Common disadvantages of such devices are low productivity, low accuracy of setting the distance between the nozzle exit and the sample surface, the inability to control the pressure in the washout chamber, the large volume of water in the container, which after testing is contaminated with abrasive destruction products [3].
Наиболее близким и принятым за прототип техническим решением является устройство, выполненное в соответствии со стандартизованным методом испытаний материалов на стойкость к струйной кавитационной эрозии ASTM G134-95(2001) [4].The closest and accepted as a prototype technical solution is a device made in accordance with the standardized method of testing materials for resistance to jet cavitation erosion ASTM G134-95 (2001) [4].
Испытательное устройство содержит заполняемую водой испытательную кювету, в которой помещен образец исследуемого материала и кавитирующее сопло, ось которого направлена по нормали к поверхности образца. Испытательная кювета снабжена окнами для визуального наблюдения за процессом эрозии образца. Расстояние между соплом и поверхностью образца устанавливают путем перемещения вдоль оси держателя образца. Образец имеет диаметр 12 мм, и для его замены удаляют держатель образца из корпуса вместе с уплотняемой втулкой или отдельно от нее и затем производят обратную операцию установки держателя с новым образцом на торце. Кроме кюветы в устройство входят замкнутый контур циркуляции воды, включающий систему подачи воды высокого давления, систему отвода и очистки воды и измерительные приборы. С помощью микрометрического винта устанавливают расстояние между соплом и образцом, заполняют кювету водой и включают подачу воды высокого давления на заданное время. После этого удаляют воду из кюветы, извлекают образец из кюветы и проводят обмеры, взвешивание и другие исследования.The test device contains a test cuvette filled with water, in which a sample of the test material is placed and a cavitating nozzle, the axis of which is directed normal to the surface of the sample. The test cuvette is equipped with windows for visual observation of the process of sample erosion. The distance between the nozzle and the sample surface is established by moving along the axis of the sample holder. The sample has a diameter of 12 mm, and to replace it, remove the sample holder from the housing together with a sealed sleeve or separately from it and then perform the reverse operation of installing the holder with a new sample at the end. In addition to the cuvette, the device includes a closed loop of water circulation, including a high-pressure water supply system, a water drainage and purification system, and measuring instruments. Using a micrometer screw, establish the distance between the nozzle and the sample, fill the cuvette with water and turn on the supply of high pressure water for a given time. After that, water is removed from the cuvette, a sample is removed from the cuvette and measurements, weighing and other studies are performed.
Недостатком известного устройства является невозможность определения характеристик эрозии в условиях траверсирования поверхности образца кавитирующей струей, при которых на эрозию оказывают влияние не только давление жидкости на выходе из сопла и расстояние между соплом и образцом, но и скорость перемещения (траверсирования) струи над поверхностью. Из экспериментов известно, что это влияние является нелинейным и имеет максимум. Удаление ВВ из снарядов целесообразно проводить при максимальной скорости эрозии для повышения производительности установки. При исследовании эрозионных характеристик металлов время испытания достигает нескольких часов для получения достаточного для взвешивания эрозионного уноса исследуемого материала. Медленность процесса позволяет использовать ручное управление при настройке режима испытания. При исследовании эрозионных характеристик энергетических материалов время испытания составляет несколько секунд для получения лунки в материале глубиной 10…15 мм, вследствие чего требуется предварительная настройка режима испытания и автоматизация проведения испытания, необходимая также по условиям техники безопасности.A disadvantage of the known device is the inability to determine the characteristics of erosion under conditions of traversing the surface of the sample with a cavitating jet, in which erosion is affected not only by the pressure of the liquid at the exit of the nozzle and the distance between the nozzle and the sample, but also by the speed of movement (traverse) of the jet above the surface. It is known from experiments that this influence is nonlinear and has a maximum. It is advisable to remove explosives from shells at the maximum erosion rate to increase the productivity of the installation. When studying the erosion characteristics of metals, the test time reaches several hours to obtain sufficient for weighing the erosion entrainment of the test material. The slowness of the process allows the use of manual control when setting the test mode. When studying the erosion characteristics of energetic materials, the test time is several seconds to obtain a hole in a material with a depth of 10 ... 15 mm, which requires preliminary adjustment of the test mode and automation of the test, which is also necessary under safety conditions.
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является придание устройству возможности измерения характеристик эрозионного уноса материала образца при траверсировании с различными скоростями поверхности образца кавитирующей струей с заданными параметрами при соблюдении требований работы с энергетическими материалами.The technical problem solved by the present invention is to give the device the ability to measure the characteristics of erosive ablation of the material of the sample when traversing at various speeds of the surface of the sample with a cavitating jet with specified parameters, subject to the requirements of working with energy materials.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в устройстве для определения характеристик разрушения энергетических материалов струйной кавитацией, выполненном на основе заполненной водой испытательной кюветы в виде корпуса с параллельными прозрачными окнами, взаимосвязанными по расположению кавитирующим соплом и образцом, со смещаемым вдоль оси держателем образца и средствами измерения условий внутри корпуса и на входе в него, и включенной через гидравлические вход и выход в замкнутый контур рабочей воды со средствами нагнетания воды, регулирования давления и расхода воды, очистки воды. В испытательной кювете держатель образца выполнен в виде поворотного вала, на свободном конце которого внутри корпуса закреплен несущий диск с круговым образцом. Ось вала имеет несколько ступеней смещения по вертикали относительно оси кавитирующего сопла. Вал кинематически соединен со средствами измерения и фиксации расстояния от кавитирующего сопла до поверхности образца и внешним регулируемым приводом вращательного движения. В нижней части корпуса выполнен съемный отстойник фрагментов энергетического материала. Средства измерения и фиксации расстояния от кавитирующего сопла до поверхности образца включают скрепленную с корпусом испытательной кюветы измерительную линейку с передним и задним фиксаторами осевого положения дискового позиционера, закрепляемого на валу.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the device for determining the characteristics of the destruction of energy materials by jet cavitation, made on the basis of a water filled test cuvette in the form of a body with parallel transparent windows interconnected by the location of the cavitating nozzle and the sample, with the sample holder displaced along the axis and means measuring conditions inside the housing and at the entrance to it, and connected through a hydraulic inlet and outlet to a closed loop of working water from the means and discharge water pressure and water flow regulation, water purification. In the test cuvette, the sample holder is made in the form of a rotary shaft, on the free end of which inside the body there is a supporting disk with a circular sample. The shaft axis has several steps of vertical displacement relative to the axis of the cavitating nozzle. The shaft is kinematically connected to measuring and fixing the distance from the cavitating nozzle to the surface of the sample and an external adjustable drive of rotational motion. In the lower part of the casing, a removable sump of fragments of energy material is made. Means of measuring and fixing the distance from the cavitating nozzle to the surface of the sample include a measuring ruler fastened to the body of the test cell with front and rear latches of the axial position of the disk positioner mounted on the shaft.
Сравнительный анализ существенных признаков прототипа и предлагаемого устройства показывает, что отличительными признаками предложения являются те, в соответствии с которыми:A comparative analysis of the essential features of the prototype and the proposed device shows that the distinguishing features of the proposal are those in accordance with which:
- ось поворотного вала установлена со смещением по вертикали относительно оси сопла;- the axis of the rotary shaft is installed with a vertical offset relative to the axis of the nozzle;
- образец выполнен в виде вращающегося круга;- the sample is made in the form of a rotating circle;
- образец через поворотный вал соединен с регулируемым приводом вращательного движения;- the sample through a rotary shaft is connected to an adjustable drive of rotational motion;
- в донной части корпуса кюветы выполнен съемный отстойник фрагментов энергетического материала.- in the bottom part of the cuvette body, a removable settler of fragments of energetic material is made.
Сущность настоящего изобретения будет более понятна из рассмотрения чертежей, где:The essence of the present invention will be more clear from a consideration of the drawings, where:
- фиг. 1 представляет общую гидравлическую схему устройства для определения характеристик разрушения энергетических материалов струйной кавитацией;- FIG. 1 is a general hydraulic diagram of a device for determining the destruction characteristics of energy materials by jet cavitation;
- фиг. 2 дает схематический вид испытательной кюветы для определения характеристик разрушения энергетических материалов под воздействием одиночной струи из кавитирующего сопла и описания примера выполнения устройства по настоящему изобретению.- FIG. 2 gives a schematic view of a test cell for determining the fracture characteristics of energetic materials under the influence of a single jet from a cavitating nozzle and describing an example embodiment of the device of the present invention.
Как можно видеть на фиг.1, замкнутый контур рабочей воды содержит водяную емкость 1, соединенную трубопроводом с насосом высокого давления 2. Далее вниз по потоку установлены демпфер 3 для сглаживания колебаний давления, фильтр 4 для очистки воды от примесей, дроссельный вентиль 5 регулирования давления подачи воды, электрический трехходовой клапан 6 для направления воды высокого давления либо по байпасной линии обратно в водяную емкость 1, либо в испытательную кювету 7. На выходе из испытательной кюветы установлен настраиваемый клапан противодавления 8, выход которого соединен с блоком фильтров 9 и далее со сливным подпорным дроссельным вентилем 10. Приборное оснащение замкнутого контура включает датчик давления или манометр давления на входе 11, датчик давления или манометр 12 перед кавитирующим соплом, датчик давления или манометр 13 в испытательной кювете, датчик температуры 14 в испытательной кювете, измерительную линейку 15. В замкнутый контур рабочей воды также входят линия заполнения водой испытательной кюветы 7 с ручным вентилем 16, ручной вентиль 17 слива воды из испытательной кюветы и вентиль дренажа 18 испытательной кюветы при сливе.As can be seen in figure 1, the closed loop of the working water contains a water tank 1 connected by a pipeline to a high pressure pump 2. Next, a damper 3 is installed downstream to smooth out pressure fluctuations, a filter 4 for cleaning impurities from the water, a pressure control throttle valve 5 water supply, an electric three-way valve 6 for directing high-pressure water either through a bypass line back to the water tank 1 or to the test cell 7. At the outlet of the test cell, a customizable anti-theft valve is installed water supply 8, the output of which is connected to the filter unit 9 and further with a drain supporting throttle valve 10. Instrumentation of a closed circuit includes a pressure sensor or pressure gauge at the inlet 11, a pressure sensor or manometer 12 in front of the cavitating nozzle, a pressure sensor or manometer 13 in the test cell , temperature sensor 14 in the test cell, measuring line 15. The closed loop of the working water also includes a water filling line for the test cell 7 with a manual valve 16, a manual valve 17 for draining water from the test hydrochloric cuvette and drainage valve 18 of the test cell during discharge.
На фиг.2 схематично представлена испытательная кювета 7 устройства, содержащая прямоугольный корпус из листового материала 19 с двумя круговыми окнами 20 на передней и задней сторонах корпуса. Окна закрыты пластинами 21 из органического стекла, которые прижаты к корпусу 19 с помощью фланцев 22 с крепящими болтами (не показаны). На одной из боковых сторон закреплена резьбовая втулка 23 для ввертывания кавитирующего сопла (не показано), выходное сечение которой выступает внутрь корпуса. Другая боковая сторона 24 корпуса снабжена люком, закрытым съемной крышкой 25, закрепленной болтами на корпусе 19. Герметизация крышки 25 осуществлена с помощью прокладок (не показаны). Оси крышки люка 25 и резьбовой втулки 23 находятся в одной плоскости, параллельной плоскостям передней и задней стенок корпуса 19. Крышка люка 25 содержит вертикальный ряд втулок 26 или резьбовых гнезд для втулок прохода в корпус 19 вала 27 поворота несущего диска 28 с закрепленным на нем образцом 29 энергетического материала. На внешней части поворотного вала 27 закреплен дисковый позиционер 30, входящий в зазор между передним 31 и задним 32 фиксаторами на измерительной линейке 15. Свободный конец вала 27 через разъемную муфту 33 соединен с регулируемым приводом вращательного движения 34, осуществляющим, например, 1 оборот вала за 5…100 с. Ось верхней втулки 26 смещена вниз в вертикальной плоскости от оси резьбовой втулки 23 на 10…15 мм.Figure 2 schematically shows a test cuvette 7 of the device containing a rectangular casing of
Испытательная кювета снабжена отстойником 35. Он выполнен в виде патрубка 36 в донной части корпуса испытательной кюветы 19 и закрыт резьбовой крышкой 37, в которую устанавливается стакан 38 для сбора фрагментов. После слива воды из испытательной кюветы через кран 17 вскрывают резьбовую крышку 37 и вынимают стакан 38 с массой разрушенного энергетического материала. Дно кюветы для лучшего сбора фрагментов выполнено из наклонных секций, сходящихся к патрубку.The test cuvette is equipped with a settling tank 35. It is made in the form of a
При работе готовят образцы 29 энергетических материалов и закрепляют их на несущих дисках 28 с помощью клея или прижимных приспособлений. Толщину образцов принимают в зависимости от механических характеристик энергетических материалов от 5 до 30 мм из условия, чтобы ожидаемая глубина прорезаемой канавки не превышала толщины образца. Диаметр образцов принимают в зависимости от скорости траверсирования и требуемой представительной длины прорезанной канавки. В случае исследования энергетических материалов с низкой растворимостью компонентов энергетического материала в воде применяют образцы энергетического материала по размеру несущего диска 28 с последовательным проведением испытаний при траверсировании на различных радиусах без смены образца.During operation, samples of 29 energetic materials are prepared and secured to bearing
При испытаниях с образцами энергетических материалов, содержащих компоненты с высокой растворимостью в воде, используют одноразовые образцы минимального диаметра, обеспечивающие получение требуемой представительной длины прорезаемой канавки.When testing with samples of energetic materials containing components with high solubility in water, disposable samples of minimum diameter are used to provide the required representative length of the groove to be cut.
Представительная длина - это длина по окружности следа действия кавитирующей струи, минимальная и достаточная для определения всех эрозионных характеристик энергетического материала. У образцов с повышенной эрозионной стойкостью и малой эрозией материала представительную длину принимают большей, чем для материалов с низкой эрозионной стойкостью, для получения навески эродированного материала, взвешивание которой даст массу в пределах допустимой погрешности.Representative length is the circumference of the wake of a cavitating jet along the circumference, minimum and sufficient to determine all the erosion characteristics of the energy material. For samples with increased erosion resistance and low erosion of the material, the representative length is taken longer than for materials with low erosion resistance, to obtain a sample of eroded material, the weighing of which will give mass within the permissible error.
Вскрывают боковой люк снятием крышки 25. Пропускают поворотный вал 27 через втулку 26 с уплотнительными кольцами и закрепляют на его конце несущий диск 28 с образцом 29. Закрывают боковой люк крышкой 25. Соединяют с помощью муфты 33 вал 27 и регулируемый привод 34 вращательного движения, устанавливают вал привода в нулевое положение. Смещают поворотный вал 27 вдоль оси до заданной позиции по x/d, где х - заданное линейное расстояние по оси от выходного сечения сопла до внешней поверхности образца энергетического материала 29 толщиной h, d - минимальный диаметр сопла. Если внешняя поверхность образца неровная, то за толщину образца принимают среднее значение по обмерам неровностей с помощью профилометра. За значение х принимают величину х=x0-h, причем расстояние x0 определяют по положению позиционера 30 на измерительной линейке 15. Положение позиционера 30 x0=0 по измерительной линейке 15 будет при упоре несущего диска 28 в выходное сечение кавитирующего сопла, закрепленного в резьбовой втулке 23. Фиксируют вал 27 на заданной позиции по продольному перемещению с помощью переднего 31 и заднего 32 фиксаторов на измерительной линейке, между которыми помещается дисковый позиционер 30 поворотного вала.Open the side hatch by removing the
Для настройки испытательной кюветы на получение большего радиуса прорезаемой канавки вал 27 пропускают через расположенную ниже втулку 26.To configure the test cell to obtain a larger radius of the cut groove, the
Включают в работу замкнутый контур рабочей воды. С помощью насоса и дроссельного вентиля 5 устанавливают заданное высокое давление подачи с заданным расходом по работе через байпасный контур. Заполняют испытательную кювету водой, отбираемой из контура. Настраивают клапан противодавления 8 на выходе из испытательной кюветы на заданную величину давления в испытательной кювете. Включают осветительные приборы визуального наблюдения и видеосъемки через окна. Переключают трехходовой клапан 6 на подачу воды высокого давления через кавитирующее сопло. При возникновении струи на входе из кавитирующего сопла в резьбовой втулке 23 включают регулируемый привод 34 вращательного движения несущего диска 28 с закрепленным на нем образцом 29 энергетического материала. Приход воды через сопло в испытательную кювету вызывает повышение в ней давления, избыточное давление преодолевает силу сжатия пружины клапана противодавления 8, и вода отводится через фильтры 9 обратно в водяную емкость 1.They include a closed loop of working water. Using the pump and throttle valve 5 set the desired high supply pressure with a given flow rate for operation through the bypass circuit. Fill the test cuvette with water taken from the circuit. Set the backpressure valve 8 at the outlet of the test cell to a predetermined pressure value in the test cell. They include lighting devices for visual observation and video shooting through windows. Three-way valve 6 is switched to supply high-pressure water through a cavitating nozzle. When a jet arises at the inlet from the cavitating nozzle in the threaded
Тяжелые и крупные фрагменты разрушенного материала под действием силы тяжести опускаются в отстойник. Из отстойника их извлекают после каждого испытания для контрольного взвешивания, анализа морфологии и механизма разрушения. Испытания по гидрокавитационному вымыванию из снарядов гексогенового ВВ A-IX-2 показали, что гранулометрический состав продуктов разрушения зависит от рабочего давления, причем с ростом давления доля крупных фракций, таких как 3…10 мм и более 10 мм, возрастает.Heavy and large fragments of destroyed material under the influence of gravity sink into the sump. After each test, they are removed from the sump for control weighing, morphology analysis and fracture mechanism. Tests on hydrocavitation leaching of hexogenous explosives A-IX-2 from shells showed that the granulometric composition of the destruction products depends on the working pressure, and with increasing pressure, the fraction of large fractions, such as 3 ... 10 mm and more than 10 mm, increases.
После достижения представительной длины траверсирования выключают подачу воды высокого давления (переключают на работу в байпасный контур) и вращение вала 27 и перенастраивают режим работы, уменьшают, например, x/d путем изменения позиции х0 по продольному перемещению. После фиксации вала 27 в новой позиции включают подачу воды высокого давления через кавитирующее сопло и после появления струи на выходе сопла включают регулируемый привод вращательного движения несущего диска с образцом энергетического материала, если тот имеет достаточно места на окружности разрушения материала для получения еще одной представительной длины траверсирования.After reaching a representative traverse length, turn off the high-pressure water supply (switch to bypass operation) and rotate the
При автоматической работе одновременно производят переключение трехходового клапана 7 на работу в испытательную кювету и запуск регулируемого привода 34 на заданное время работы.In automatic operation, at the same time, the three-way valve 7 is switched to work in the test cuvette and the
Если энергетический материал не содержит компонентов с высокой растворимостью в воде, то с целью дальнейшего использования материала образца для испытаний отключают испытательную камеру от замкнутого контура, сливают из нее воду, снимают крышку люка, переставляют вал 27 на другую втулку 26 и вновь закрывают испытательную кювету, после чего выставляют вал 27 в нулевое положение по вращению. Заполняют испытательную кювету водой и продолжают испытания.If the energy material does not contain components with high solubility in water, then in order to further use the material of the test sample, disconnect the test chamber from the closed loop, drain water from it, remove the manhole cover, move
Первичная обработка результатов включает:Initial processing of the results includes:
- расчет исходных данных (мощность кавитирующей струи N=P0Q, параметр кавитации- calculation of the initial data (power of the cavitating jet N = P 0 Q, cavitation parameter
где Р0 - давление подачи воды в кавитирующее сопло, Q - объемный расход воды через кавитирующее сопло; PK - давление в испытательной кювете; ρ - плотность воды; V - скорость истечения из кавитирующего сопла; d - минимальный диаметр проточного тракта кавитирующего сопла;where P 0 - water supply pressure cavitating nozzle, Q - volumetric flow rate through the cavitating nozzle; P K is the pressure in the test cell; ρ is the density of water; V is the flow rate from the cavitating nozzle; d is the minimum diameter of the flow path of the cavitating nozzle;
- определение длины дуговой канавки на образце и расчет скорости траверсирования с использованием времени испытания;- determining the length of the arc groove on the sample and calculating the traverse speed using the test time;
- определение массы уноса за единицу времени (по массе отстоя);- determination of the ablation mass per unit time (by the mass of sludge);
- определение площади поверхности эрозионного разрушения (обмером);- determination of the surface area of erosion destruction (measurement);
- определение площади поверхности растрескивания (обмером);- determination of the surface area of cracking (measurement);
- определение глубины разрушения (обмером);- determination of the depth of destruction (measurement);
- определение фракционного состава уноса (рассевом массы отстоя).- determination of the fractional composition of ablation (sieving sludge mass).
Обобщенными выходными данными по разрушаемому энергетическому материалу являются энергия кавитационного разрушения в МДж/кг, удельный расход воды кг/кг, зависимость энергии кавитационного разрушения от скорости траверсирования.The generalized output data on destructible energy material are the energy of cavitation destruction in MJ / kg, the specific consumption of water kg / kg, the dependence of the energy of cavitation destruction on the traverse speed.
Применение устройства для предварительного определения характеристик разрушаемых энергетических материалов позволит для заданной производительности установки определить проектные данные по энергопотреблению, гидравлическим характеристикам замкнутого контура воды, число кавитирующих сопел. В результате будет сокращено время проектирования и изготовления установки, а также сокращено время доводки характеристик установки до проектных параметров.The use of a device for preliminary determination of the characteristics of destructible energy materials will allow for a given installation performance to determine design data on energy consumption, hydraulic characteristics of a closed water circuit, the number of cavitating nozzles. As a result, the time of designing and manufacturing the installation will be reduced, as well as the time to refine the characteristics of the installation to design parameters will be reduced.
При переходе на разрушение новых энергетических материалов использование базовых данных по этим материалам позволит сократить период адаптации к новому материалу, поскольку уже известно его поведение в условиях воздействия кавитирующей струи.In the transition to the destruction of new energy materials, the use of basic data on these materials will reduce the period of adaptation to a new material, since its behavior under the influence of a cavitating jet is already known.
Устройство предпочтительно размещается в специальном боксе с облегченной крышей и бронедверями, снабженными сигнализацией и блокировкой закрытия. На пульт управления вне бокса выводятся манометры исходного давления, давления в испытательной кювете, маховик дроссельного вентиля настройки высокого давления, маховик дроссельного вентиля давления слива, тумблер трехходового клапана, пакетный выключатель насоса, тумблер регулируемого привода вращательного движения, пусковые устройства видеокамер и монитор.The device is preferably placed in a special box with a lightweight roof and armored doors, equipped with an alarm and locking lock. Outside the box, the control panel displays the gauges for initial pressure, pressure in the test cuvette, a high-pressure adjustment throttle valve handwheel, a discharge pressure throttle valve flywheel, a three-way valve toggle switch, a pump batch switch, an adjustable rotary drive toggle switch, camcorder triggers and a monitor.
В качестве образцов могут быть использованы срезы снарядов, полученные отрезанием с помощью пил или абразивно-струйного резания.As samples can be used sections of shells obtained by cutting using saws or abrasive-jet cutting.
Источники информацииInformation sources
1. SU 1620913, 1991 (Глазков Н.М. и др.).1. SU 1620913, 1991 (Glazkov N.M. et al.).
2. SU 1652883, 1991 (Родионов В.П., В.А. Маслов, А.Ю. Шульте).2. SU 1652883, 1991 (Rodionov V.P., V.A. Maslov, A.Yu. Schulte).
3. Yanaida K., Nakaya M. et al. Waterjet Cavitation Performance of Submerged Horn Shaped Nozzles//Proceedings of the 3-rd US Water Jet Conference, May 1985, p.266-280.3. Yanaida K., Nakaya M. et al. Waterjet Cavitation Performance of Submerged Horn Shaped Nozzles // Proceedings of the 3-rd US Water Jet Conference, May 1985, p. 266-280.
4. Soyama H., Kumano H. The Fundamental Threshold Level - a New Parameter for Predicting Cavitation Erosion Resistance//Journal of Testing and Evaluation, 2002, Vol.30, № 5, p.421-431.4. Soyama H., Kumano H. The Fundamental Threshold Level - a New Parameter for Predicting Cavitation Erosion Resistance // Journal of Testing and Evaluation, 2002, Vol.30, No. 5, p. 421-431.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008103622/02A RU2354924C1 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Device for definition of characteristics of energetic materials destruction by jet cavitation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008103622/02A RU2354924C1 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Device for definition of characteristics of energetic materials destruction by jet cavitation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2354924C1 true RU2354924C1 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=41020064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008103622/02A RU2354924C1 (en) | 2008-02-05 | 2008-02-05 | Device for definition of characteristics of energetic materials destruction by jet cavitation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2354924C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108355583A (en) * | 2018-04-17 | 2018-08-03 | 北京科技大学 | A kind of autoclave for cavitation erosion test under confining pressure environment |
| CN109282712A (en) * | 2018-10-16 | 2019-01-29 | 西安近代化学研究所 | A kind of method that Charge of ammunitions is scrapped in safe handling |
| CN110530749A (en) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 株式会社日立制作所 | Cavitate experimental apparatus for testing, cavitation erosion test method, equipment and medium |
| CN116593126A (en) * | 2023-07-11 | 2023-08-15 | 中国石油大学(华东) | Cavitation performance evaluation method of cavitation nozzle |
-
2008
- 2008-02-05 RU RU2008103622/02A patent/RU2354924C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Soyama H., Kumano H., The Fundamental Threshold Level - a New Parameter for Predicting Cavitation Erosion Resistance, Journal of Testing and Evaluation, 2002, v.30, № 5, pp.421-431. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108355583A (en) * | 2018-04-17 | 2018-08-03 | 北京科技大学 | A kind of autoclave for cavitation erosion test under confining pressure environment |
| CN108355583B (en) * | 2018-04-17 | 2024-05-24 | 北京科技大学 | Autoclave for cavitation erosion test in confining pressure environment |
| CN110530749A (en) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 株式会社日立制作所 | Cavitate experimental apparatus for testing, cavitation erosion test method, equipment and medium |
| CN109282712A (en) * | 2018-10-16 | 2019-01-29 | 西安近代化学研究所 | A kind of method that Charge of ammunitions is scrapped in safe handling |
| CN116593126A (en) * | 2023-07-11 | 2023-08-15 | 中国石油大学(华东) | Cavitation performance evaluation method of cavitation nozzle |
| CN116593126B (en) * | 2023-07-11 | 2023-09-15 | 中国石油大学(华东) | Cavitation performance evaluation method of cavitation nozzle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zu et al. | Design of a slurry erosion test rig | |
| Elkholy | Prediction of abrasion wear for slurry pump materials | |
| RU2354924C1 (en) | Device for definition of characteristics of energetic materials destruction by jet cavitation | |
| Gupta et al. | Prediction of uneven wear in a slurry pipeline on the basis of measurements in a pot tester | |
| EP2609423B1 (en) | Apparatus and method for phase equilibrium with in-situ sensing | |
| CN108061680A (en) | A kind of preposition pretreatment unit of water quality online analyzer and the device preprocess method | |
| US10532300B2 (en) | Filtering device | |
| CN110261293B (en) | Engineering material eroded test device under sand blasting environment | |
| Huang et al. | Effects of solid particle properties on cavitation erosion in solid-water mixtures | |
| CN101382477A (en) | Jetting type liquid-solid double-phase scouring corrosion experiment apparatus | |
| Husband et al. | Direct measurements of shear-induced particle migration in suspensions of bimodal spheres | |
| CN113324865A (en) | Liquid-solid two-phase flow pipeline erosion corrosion test device | |
| CN113340801A (en) | Multifunctional corrosive wear multiphase flow erosion corrosion experimental device and testing method | |
| EP3146198B1 (en) | Sediment concentration monitoring system for water turbines | |
| CN113029692B (en) | Underwater sampling device | |
| CN212594347U (en) | Waste water detection device for environment detection | |
| CN111458244B (en) | Mixed-flow water turbine blade wing type abrasion test device | |
| DK144041B (en) | PROCEDURE AND PLANT FOR CONTINUOUS COLLECTION OF A POLLUTION LAYER FROM A LIQUID SURFACE | |
| CN114965931A (en) | Intelligent environment monitoring device | |
| CN112023447B (en) | Oil-water separating device | |
| CN212721419U (en) | Hydrology sand content test equipment | |
| Dhote et al. | Performance and ferrography analysis for determining the wear of an external gear pump | |
| Kapali et al. | Design and development of non-recirculating type erosion test setup for hydraulic turbines | |
| CN219121967U (en) | Concrete durability testing device | |
| RU2107277C1 (en) | Installation for testing of materials for wear |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100206 |