药型罩壁厚对聚能射流影响的数值模拟
@电铸技术的研究进展
?开发与创新? ０引言 电铸技术是利用电化学原理在芯模上进行金属电沉积，然后将金属沉积层与芯模分离，以获得金属复制件的工艺过程。随着近年来电沉积工艺的不断发展和日趋完善，电铸技术不再仅仅以追求通过脱模制备简单的复制件为目的，有时还直接电铸成型在实际应用中所需要的精密金属零部件。因此，从某种意义上讲，电铸技术是用电沉积的方法加工或复制金属零部件的过程，该工艺已成为微细制造的重要组成部分。 １电铸技术及其工艺特点 一般来讲，在电铸工艺过程中应包括以下内容：芯模制作、芯模预处理、电沉积过程、后处理等。图１为 利用电铸工艺制备用于加工模具型腔的电火花电极的原理图。电铸技术与电镀之间的区别主要表现在以下几个方面：其一，电镀层的厚度较薄，而电铸层厚度则达零点几毫米甚至更厚；其二，电镀层与基体之间要求结合紧密，而电铸层一般则要与芯模分离以获得所需要的独 立零件；其三，电铸层的性能与芯模无关，而电镀层的性能通常则与基体是互补的。 电铸技术能够制备出某些用普通机械加工方法难以制造，并且具有特殊形状的金属零件，其最大的优点是具有高度“逼真性”，能够极为准确地复制出芯模的形状，因此，该工艺具有相当高的复制精度；另外，在电铸过程中对芯模无任何损害而具有相当高的重复精度。 适用范围广。电铸可以使难以加工的内型面变为易于加工的外型面，因而该工艺在具有精密和复杂内表面零件的制造方面得到了较为广泛地应用；另外，电铸还被用来制造某些具有超细、超薄结构，以及无缝或中空的零件。 可以控制电铸制品的性能。通过改变所沉积金属的种类和工艺参数，或通过使用添加剂等工艺措施，即可使所制备零件的物理、机械性能在很大范围内变化，以满足实际应用中的不同需求。 投资少。电铸技术是一种“增材”加工技术，设备投资较少，而且其废品还可以作为阳极材料得到再利用。 正是由于电铸技术具有上述诸多的优点，尤其是其高度的逼真性和极强的适应性，在实际应用中不仅能够 从物体表面制备精确的复制件，而且还可以加工具有复杂形状和特殊理化性能的制品，因而使其在许多领域得到愈来愈广泛的应用。 ２电铸技术的产生与发展 电铸技术始于１８３８年，当时苏联科学家Ｊａｃｏｂｉ在石膏母型上涂敷石腊，并用石墨对其表面进行导电化处理后进行镀铜，最终经脱模获得铜的电铸制品。１８４２年德国 Ｂｏｔｔｇｅｒ教授发明了电铸镍，１８６９年俄国财政部印刷所发 明了电铸铁。昭和初年，日本京都工业研究所和大坂造币局等单位曾开展了在石膏母模上铸铜和在绝缘体上电镀 电铸技术的研究进展 张文峰１，２ （１．苏州职业大学机电系，江苏苏州２１５０１１；２．西安工业大学机电学院，陕西西安７１００３２） 摘要：电铸技术是微细制造的重要组成部分，由电铸技术所制备的微细零件和复合材料具有较为广阔的 应用前景。对电铸技术及其工艺特点进行了概述，分析了传统电铸工艺的发展及其所存在的问题，介绍了该技术的研究现状及在实际工程中的应用。 关键词：电铸；微细制造；工艺特点；应用中图分类号：ＴＱ１５３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６７３（２００８）０４－０４５－０３ 收稿日期：２００８－０４－１５ 作者简介：张文峰（１９６３－），男，教授，博士。主要研究方向：特种加工、纳米表面工程。 机电产品开发与创新 Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ．，２００８第２１卷第４期２００８年７月 图１电铸工艺制备电火花电极原理示意图 （ａ）芯模（ｂ）导电化处理（ｃ）电铸 （ｄ）脱模景 （ｅ）衬背
甲醇合成影响因素
1、反应温度与压力 反应温度影响反应速度和选择性。因此确定最适宜的反应温度非常重要。最适宜的反应温度与催化剂的组成、催化剂的活性及催化剂的老化程度有关。一般为了使催化剂有较长的寿命，开始时宜采用较低温度，过一定时间后再升至适宜温度。另外，及时移走反应热也是非常重要的，否则易使催化剂温升过高，致使生成高级醇的副反应增加，甚至催化剂因发生熔结现象而导致活性下降。一般将温度控制在220-270℃范围。 增加压力可以加快反应速度，一般采用5~10Mpa。但是压力过高，甲醇的收率虽得到提高，而甲烷和二甲醚等副产品也随之增加，压缩费用也急剧增加。采用铜基催化剂，一般操作压力为5~15Mpa。 2、空速 合成甲醇空速的大小影响选择性、转化率、催化剂的生产能力和单位时间的放热量。当催化剂的活性和反应温度一定时，低空速有利于副反应的进行，生成高级醇类，而且降低催化剂的生产能力。但是空速太高，转化率低，甲醇浓度低，很难从反应气中分离出来。一般空速为10000h-1 3、原料气组成 原料气中CO含量高，反应温度不易控制，并且能引起羟基铁化催化剂上积聚，使催化剂失去活性。因此一般采用H2过量，H2过量可提高反应速度，抑制生成甲烷及酯的副反应，改善甲醇质量，并有利于导出反应热。低压合成甲醇原料气H2和CO摩尔比的理论值为2:1，
实际为（5~10）：1。 CO2的比热容高，而且其加氢反应热比CO低。因此原料气中有一定CO2含量，可以降低峰值温度。对于低压合成甲醇，CO2体积分数为5%时甲醇产率最高。CO2含量高时甲醇产率降低。此外，含有CO2可抑制二甲醚的生成。 原料气中存在N2及CH4等惰性气体组分时，使H2及CO分压降低，导致反应的转化率降低。由于合成甲醇的空速大，在反应器的停留时间短，单程转化率低（只有10%~15%），因此反应器中仍含有大量未转化的H2和CO，必须循环利用。为了避免惰性气体积累，必须将部分循环气从反应系统排出，以维持适当的浓度范围。一般生产控制循环气量是新原料气量的3.5~6倍，新鲜原料气组成取决于操作条件，一般在下列范围内波动（摩尔分数%） H2 65~85 CH4 0.2~1.5 N2+Ar 1.5~3.5 CO 8~35 CO2 0.5~5.5 O2微量
_甲醇合成催化剂使用效果的影响因素及对策
第31卷第3期2010年6月 化学工业与工程技术 J o ur nal o f Chemical I ndus tr y&Engineering V ol.31N o.3 Jun.,2010 收稿日期:2010-03-28 作者简介:薛守标(1970-),男,回族,江苏高邮人,本科,工程 师,现从事新材料研发工作。 E-mail:xueshoubiao@https://www.wendangku.net/doc/4012124008.html, 甲醇合成催化剂使用效果的影响因素及对策 薛守标 (南化集团研究院,江苏南京 210048) 摘要:介绍了甲醇合成催化剂的制造及使用过程,探讨了催化剂的失活方式及其机理,提出防止或 消除这些因素、延长甲醇合成催化剂寿命的方法。 关键词:甲醇合成;催化剂;使用;对策 中图分类号:T Q426 文献标识码:A 文章编号:1006-7906(2010)03-0050-05 Affecting factors and countermeasures of the application effect of methanol synthesis catalyst XU E S houb iao (Research Institute o f Na njing Chemical Industrial G ro up,N anjing210048,China) A bstract:T he manufacture and a pplica tion pr ocess of methano l synthesis catalyst are presented,and the deactiva tion ma n-ner s and mechanisms are discussed.T he co untermeasures fo r preventing o r removing the affecting f ac to rs and pro lo ng ing the li-fetime of methano l synthesis ca taly st a re put fo rw ard. Key words:M etha no l synthesis;Cataly st;A pplicatio n;Co unter measure s 自20世纪60年代英国ICI公司成功推出合成 甲醇的铜基催化剂以来,甲醇工业得到迅速发展。 目前,全世界75%以上的甲醇合成采用中低压法, 普遍采用英国ICI工艺和德国Lurgi工艺[1]。近年 来,国内低压合成甲醇催化剂的研究和制造水平取 得巨大进步,但综合性能特别是核心指标催化剂的 3.4 分离单元的定期作业 压力离心机/压力过滤机是分离PT酸的关键设备,因此需对压力离心机的母液管定期碱洗,将压力离心机/压力过滤机定期切出隔离碱泡,以清除在母液管或设备内件上产生的闪蒸积料,从而保证产品中PT酸的含量正常。 实际生产中还发现,同样工况下,压力过滤机去除PT酸的效果也明显优于压力离心机,见表4。 表4 离心机与压力过滤机的分离效果 项目3台离心机4台离心机压力过滤机PT酸/(mg·kg-1)135121115 4 结 语 通过对氧化TA料品质的控制,精制单元可根据产品质量及平均粒径的趋势,及时进行TA料的掺混、氢分压的调整、定期作业等有效手段,使全年因PT酸含量超标返料加工的一次不合格率降至0.01%。 主要措施有:(1)生产过程中,若过程控制异常,工艺人员应及时将产品切至中间疑似料仓,以免污染合格料仓,待加样分析合格后再送往大料仓;(2)产品质量跟踪过程中,若产品PT酸超过内控指标,工艺人员需加样分析,以确保过程控制中产品质量合格。 参考文献: [1] 张卓绝,王振新,徐欣荣.P T A产品中P T酸的控制 [J].聚酯工业,2002,15,(3):30-34. [2] 徐根东.影响P T A产品中P T酸含量的因素分析[J]. 合成技术及应用,2006,21,(2):52-54. [3] 孙静珉.聚脂工艺[M].北京:化学工业出版社,1985.
甲醇合成 问答题
甲醇合成1.合成工段的主要任务是什么？答：合成工段是将转化来的含H2、CO、CO2的原料气（3.45Mpa、40℃、81252.26Nm3/h）,在一定压力（5.9 Mpa）、温度（220~260℃）、触媒（NC306）作用下，合成粗甲醇，并利用其反应热副产2.1~3.9 Mpa的中压蒸汽，减压至0.7Mpa并入蒸汽管网。 2.合成甲醇的主要反应式及影响因素？答：（1）CO+2H2 =CH3OH+Q （2）CO2+3H2 =CH3OH+H2O+Q 影响因素：操作温度，操作压力，催化剂性能，空速，原料气的氢碳比。 3.合成反应的特点：答：（1）体积缩小的反应；（2）放热反应；（3）可逆反应；（4）气、固相催化反应；（5）伴有多种副反应发生。 4.合成工段的主要控制点有那些？答：（1）合成塔进出口温度；（2）汽包液位；（3）汽包压力；（4）分离器入口温度；（5）分离器液位；（6）系统压力；（7）原料气氢碳比；（8）膨胀槽压力；（9）弛放气压力。 5.压缩机循环段的作用是什么？答：合成塔内是个体积缩小的反应，加上甲醇的冷凝分离和系统阻力，反应后的压力要下降，为了保证系统压力稳定不变，除了补充新鲜气外，还要利用循环段将反应后剩余的气体加压，然后送往合成塔循环利用，以提高气体总转化率。 6.空速的定义及空速对甲醇合成的影响？答：空速：单位时间内，单位体积催化剂所通过的气体流量。提高空速，单程转化率下降，减缓催化反应，有利于保护触媒和提高产量。但提高空速，循环段能耗增加，如果空速过高，反应温度下降明显，有时温度难以维持，产量下降。7.压力对甲醇生产的影响是什么？压力的选择原则是什么？答：甲醇反应是分子数减少的反应，增加压力对正反应有利。如果压力升高，组分的分压提高，因此触媒的生产强度也随之提高。对于合成塔的操作，压力的控制是根据触媒不同时期，不同的催化活性，做适当的调整，当催化剂使用初期，活性好，操作压力可较低；催化剂使用后期，活性降低，往往采用较高的操作压力，以保持一定的生产强度。总之，操作压力的选用须视催化剂活性、气体组成、反应器热平衡、系统能量消耗等方面的具体情况而定。8.温度对甲醇生产的影响是什么？温度的选择原则是什么？答：用来调节甲醇合成反应过程的工艺参数中，温度对反应混合物的平衡和速率都有很大的影响，由H2与CO反应生成甲醇和H2与CO2生成甲醇的反应，均为可逆放热反应。对于可逆放热反应而言，升高温度，虽然可使反应速率常数增大，但平衡常数的数值降低。当反应混合物的组成一定而改变温度时，反应速率受着这两种相互矛盾的因素影响。因此这就需要一个最佳的操作温度。所谓最佳温度就是：对于一定的反应混合物组成，具有最大反应速率时的温度。研究表明：最佳温度值与组成有关，在同一初始组成情况下则与反应速率有关当甲醇含量较低时，由于平衡的影响相对很小，最佳温度就高，随着反应的进行，甲醇含量升高，平衡影响增大，最佳温度就低。即先高后低。实现最佳温度，还要考虑到触媒的特性和寿命，触媒使用初期，活性较好，反应温度可低些，触媒使用后期，温度要适当提高，对铜基触媒而言，其初期，使用温度在220~240℃，中期在250℃左右，后期使用温度可提高到260~270℃。9.循环气中的惰性气体有哪些成分？对合成甲醇有哪些影响？答：惰性气体有：CH4、N2、Ar。惰性气体组分在合成反应中不参与反应，但影响着反应速率。惰性气体含量太高，降低反应速率，生产单位产量的动力消耗增加；维持低惰性气体含量，则放空量增大，有效气体损失多。一般来说，适宜的惰性气含量，要根据具体情况而定，而且也是调节工况的手段之一，触媒使用初期，活性高则可允许较高的惰性气含量；触媒使用后期，一般维持在较低的惰性气含量。目标若是高产则惰性气含量可较低，目标若是低耗，则可维持较高的惰性气含量。10.合成甲醇的原料气中含有少量的CO2对合成甲醇的有利影响表现在哪里？答：（1）从反应式看，CO2也能参加生成甲醇的反应，CO2合成甲醇要比CO多耗1分子H2，同时生成1分子H2O，因此当原料气中H2含量较低的情况下，应使更多的H2和CO生成甲醇。（2）CO2的存在，一定程度上抑制了二甲醚的生成。因为二甲醚是2分子甲醇脱水反应的产物，CO2与H2合成甲醇的反应生1分子H2O，H2O的存在对抑制甲醇脱水反应起到了积极的作用。（3）它阻止CO转化成CO2，这个反应在H2O存在时会发生。（4）更有利于调节温度，防止
药型罩材料技术发展现状及趋势
药型罩材料技术发展现状和趋势 破甲技术作为攻击装甲目标的一种重要手段，近几十年来在我国进行了系统的研究。在破甲战斗部方面:对起爆源、调整器、辅药柱、隔板、主药柱、药型罩等各个环节，都进行了详细研究。在破甲机理方面:对药型罩的压垮、射流的形成、侵彻过程的研究，均比较深人。在破甲弹对目标的侵彻方面:对炸高的影响、着靶姿态、引信瞬发度、破甲深度的动静差等也都进行了研究。此外，在测试手段、计算技术、模拟技术等方面都进行了大量研究工作。随着装甲技术的不断更新，对破甲技术的要求也越来越高。空心装药战斗部与各种制导技术的结合使之成为目前最具威力的反装甲武器，近年来随着子母弹、末敏弹以及末制导炮弹等各种制导武器的发展，更加拓宽了空心装药战斗部的应用前景。作为空心装药战斗部的关键部件之一的药型罩，其研究也相应地得到了加强，并取得很多进展。药型罩有两大基本类型，即角度小于700的锥形药型罩和角度大于120“的盘形或球缺形药型罩。当炸药引爆之后，锥形罩内表面形成轴向射流，而外表面材料朝与射流相反的方向形成一个大的柞体。射流头部速度超过10 km/s。采用这种药型罩的战斗部，适宜攻击厚装甲目标。当炸药引爆之后，盘形或球缺形药型罩向前翻转，形成弹丸。人们称这种弹为爆炸成形弹(EFP).它们的应变速率和应变比锥形罩的低得多，但破孔较大。因此，爆炸成形弹适宜攻击较薄的装甲目标，例如坦克的顶装甲及舰船等。 1 空心装药破甲弹锥形罩技术 90 年代以来，国外在铜药型罩的基础上，研究了铝、钨、镍等单金属及钨合金、徕合金、超塑合金和非晶态合金等锥形罩罩材。对这些罩材的研究涉及材料的化学成分、静态和动态力学性能、显微结构等内容，涉及到电铸、单晶和其它一些新制造方法在内的先进制造工艺。研究的目的是获得具有高密度、
甲醇合成的基础知识
甲醇合成的基础知识 一、合成甲醇的化学反应： （1）主反应： CO+2H2=CH3OH+102.5kJ/mol CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q kJ/mol （2）副反应： 2 CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 kJ/mol CO+3H2=CH4+H2O+115.6 kJ/mol 4CO+8H2=C4H9OH +3H2O+49.62 kJ/mol CO+H2=CO+H2O－42.9 kJ/mol nCO+2nH2=（CH2）n+nH2O+Q kJ/mol 二、一氧化碳与氢气合成甲醇反应热的计算： 一氧化碳与氢气合成甲醇是一个放热反应，在25℃时，反应热为90.8 kJ/mol。 反应热Q T（kJ/mol）与温度的关系式为： Q T=－74893.6－64.77T+47.78×10－3T2－112.926×10－3T3 式中T为绝对温度（K） 一氧化碳和氢气合成甲醇是一个气相可逆反应，压力对反应起着重要作用，用气体分压爱表示的平衡常数可用下面公式表示： k p=p CH3OH /p CO·p H22 式中k p——甲醇的平衡常数 p CH3OH、p CO、p H2——分别表示甲醇、一氧化碳、氢气的平衡分压。 反应温度也是影响平衡的一个重要因素，下面公式用温度来表示合成甲醇的平衡常数： lgKa=3921/T－7.9711lg T+0.002499 T－2.953×10－7T2+10.20 式中Ka——用温度表示的平衡常数； T——反应温度，K。 四、温度对甲醇合成反应的影响： 甲醇的合成反应是一个可逆放热反应。从化学平衡考虑，随着温度的提高，甲醇平
装药爆炸过程中聚能射流行为模拟
ANSYS 软件及应用 装药爆炸过程中聚能射流行为模拟
装药爆炸过程中聚能射流行为模拟 1. 聚能效应简介 聚能效应（Gathering energy effect），通常称为“门罗效应”，即炸药爆炸后，爆炸产物在高温高压下基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的。因此，带有锥形凹槽的装药在引爆后，凹槽附近的爆轰产物飞散时将在装药轴线处汇聚，形成一股高速、高温、高密度的射流，这股射流在靶板较小的区域内形成较高的能量密度，致使炸坑较深。这种利用装药一端空穴以提高爆炸后局部破坏作用的效应称为聚能效应。 聚能效应的应用非常广泛，在军事上，可用来生产穿甲弹、碎甲弹、反坦克枪榴弹等，用于对付各种装甲目标；在工程爆破中，可在土层和岩石上打孔，其中在石油工程领域的应用最为典型；另外，聚能效应也可用于水下切割构件，在野外切割钢板、钢梁等。 图1显示了不同装药结构的穿孔能力。图1.a中爆轰产物向柱型装药四周均匀飞散，药柱底部爆轰产物作用于靶板；图1.b中装药锥孔部分的爆轰产物飞散时，向轴线集中会聚成速度和压力很高的气流，爆轰产物的能量集中在较小的面积上，在靶板上打出更深的孔；图1.c中装药锥孔部分加装金属药型罩，爆轰产物在推动罩壁向轴线运动的过程中，将能量传递给了金属罩，依靠罩的动能产生了更大的破坏作用；图1.d显示增大炸高可以使射流充分形成，提高侵彻能力。 图1. 不同装药结构的穿孔能力 图2为爆炸产物的飞散方向示意图。圆柱形的普通炸药柱爆轰时，爆轰产物以近似垂直药柱表面的方向朝四周飞散，如图2.a所示。而有锥孔的圆柱形药柱
爆炸后，锥孔部分的爆轰产物向轴线集中，汇聚成一股速度和密度都很高的气流，这时爆轰产物的能量集中在较小的范围内，即为聚能效应。爆轰产物向轴线汇聚过程中，一方面由于爆轰产物以一定速度沿垂直于锥孔表面的方向朝轴线汇聚；另一方面，由于稀疏波的作用，汇聚到轴线处的爆轰产物又会迅速地向周围低压区膨胀，使能量分散开。因此，爆轰产物只能在短时间内和距药柱端面某一近距离内保持高度集中，如图2.b所示。如果在成型装药的锥孔表面加上一个金属罩，则爆炸后的爆轰产物将推动罩壁向轴线运动，将能量传递给金属罩，这样就可以避免气体的高压膨胀引起能量再度分散。罩壁在轴线处碰撞时，罩内表面的速度比药型罩压垮闭合时的速度高出1～2倍，使金属中的动能进一步提高，形成高速的金属射流，如图2.c所示。 图2. 爆炸产物的飞散方向 图3显示了金属射流和杵的形成过程。由于金属罩体积基本不变，同样质量的金属收缩到较小的区域时，罩壁必然要增厚，即罩内壁的质点速度必然大于外表面速度，因此在轴线碰撞后，内壁成为射流，外壁成为杵，如图3所示。图中号码表示罩壁与射流和杵的对应位置。显然，药型罩外壁材料在杵上的排列位置与原排列顺序一致，而内壁材料在射流上的排列顺序则与原位置相反。 本文将采用ANSYS软件对聚能射流的形成过程进行模拟。
药型罩材料技术发展现状和趋势
第29卷第4期2005年8月 中 国 钼 业CH I N A MOLY BDENUM I N DUSTRY Vol .29No .4 August 2005 收稿日期:2005-06-30 作者简介:郭志俊(1970-),女,高级工程师,1992年毕业于清华大 学化工系,一直从事难熔金属的研究开发。 药型罩材料技术发展现状和趋势 郭志俊,张树才,林 勇 (中国兵器工业集团第五二研究所烟台分所,山东 烟台 264000) 摘 要:综述了破甲弹药型罩材料的发展现状和趋势,分别对空心装药破甲弹锥形罩技术和爆炸成形弹丸技术进行了药型罩材料发展状况分析,根据药型罩材料特性分析其在破甲弹上的应用趋势。关键词:空心装药破甲弹锥形罩;爆炸成形弹丸 中图分类号:TG146.4 文献标识码:A 文章编号:1006-2602(2005)04-0040-03 THE D EVELO P M ENT O F M ATER I AL I N SHAPE D CHARGE W ARHEAD L I NER G UO Zhi -jun,Z HANG Shu -cai,L I N yong (Yantai B ranch of No .52I nstitute of China O rdnance I ndustries ,Yantai 264003,Shandong,China ) Abstract:The devel opment course of shaped charge warhead material was su mmarized in this article,shaped charge warhead liner and exp l osively -f or med p r ojectile warheads (EFP )were analyzed separately .And the app licati on foregr ound is analyzed according t o materials behavi or of the metal in shaped charge warhead .Key words:shaped charge warhead liner;exp l osively -f or med p r ojectile warheads (EFP ) 破甲技术作为攻击装甲目标的一种重要手段,近几十年来在我国进行了系统的研究。在破甲战斗部方面:对起爆源、调整器、辅药柱、隔板、主药柱、药型罩等各个环节,都进行了详细研究。在破甲机理方面:对药型罩的压垮、射流的形成、侵彻过程的研究,均比较深入。在破甲弹对目标的侵彻方面:对炸高的影响、着靶姿态、引信瞬发度、破甲深度的动静差等也都进行了研究。此外,在测试手段、计算技术、模拟技术等方面都进行了大量研究工作。随着装甲技术的不断更新,对破甲技术的要求也越来越高。空心装药战斗部与各种制导技术的结合使之成为目前最具威力的反装甲武器,近年来随着子母弹、末敏弹以及末制导炮弹等各种制导武器的发展,更加拓宽了空心装药战斗部的应用前景。作为空心装药战斗部的关键部件之一的药型罩,其研究也相应地得到了加强,并取得很多进展。 药型罩有两大基本类型,即角度小于70°的锥形药型罩和角度大于120°的盘形或球缺形药型罩。当炸药引爆之后,锥形罩内表面形成轴向射流,而外表面材料朝与射流相反的方向形成一个大的杵体。射流头部速度超过10k m /s 。采用这种药型罩的战斗部,适宜攻击厚装甲目标。 当炸药引爆之后,盘形或球缺形药型罩向前翻转,形成弹丸。人们称这种弹为爆炸成形弹(EFP )。它们的应变速率和应变比锥形罩的低得多,但破孔较大。因此,爆炸成形弹适宜攻击较薄的装甲目标,例如坦克的顶装甲及舰船等。 1 空心装药破甲弹锥形罩技术 90年代以来,国外在铜药型罩的基础上,研究 了钼、钨、镍等单金属及钨合金、铼合金、超塑合金和非晶态合金等锥形罩罩材。对这些罩材的研究涉及材料的化学成分、静态和动态力学性能、显微结构等内容,涉及到电铸、单晶和其它一些新制造方法在内的先进制造工艺。研究的目的是获得具有高密度、稳定、延性好、速度高和抗旋等特点的高质量射流,以便有效侵彻现代复合装甲。为了进一步提高破甲威力,反现代反应装甲和复合装甲,国外还研究了多级和新结构药型罩。1.1 单金属药型罩 研究和实践证明,材料的塑性、密度和声速与侵彻性能直接相关。塑性好的材料易于加工成形,可形成侵彻性能较好的长射流。而射流的长度与侵彻深度成正比关系。此外,总侵彻深度还同射流密度与靶密度之比的平方根成正比关系,因而罩材的密度越高,侵彻深度将越深。材料的声速越高,射流的伸长速度越快,有利于射流侵彻装甲。因此,材料的
浅析甲醇合成技术及影响甲醇合成的因素
浅析甲醇合成技术及影响甲醇合成的因素 随着煤化工的发展，大量的煤制甲醇（烯烃）项目建成投产，因此，提高合成甲醇的产量，降低生产成本，提高工厂经济效益，是目前企业共同关注的问题。探讨甲醇合成反应的影响因素及优化，对提高产量和产品质量有着重要的指导作用。本文就甲醇合成技术及影响甲醇合成的因素进行探讨。 标签：甲醇合成技术；甲醇合成；影响因素 1、甲醇合成技术 目前工业上几乎都是采用一氧化碳、二氧化碳加压催化氢化法合成甲醇。典型的流程包括原料气制造、原料气净化、甲醇合成、粗甲醇精馏等工序。天然气、石脑油、重油、煤及其加工产品（焦炭、焦炉煤气）、乙炔尾气等均可作为生产甲醇合成气的原料。天然气与石脑油的蒸气转化需在结构复杂造价很高的转化炉中进行。转化炉设置有辐射室与对流室，在高温，催化剂存在下进行烃类蒸气转化反应，重油部分氧化需在高温气化炉中进行，以固体燃料为原料时，可用间歇气化或连续气化制水煤气。间歇气化法以空气、蒸汽为气化剂，将吹风、制气阶段分开进行，连续气化以氧气、蒸汽为气化剂，过程连续进行。甲醇生产中所使用的多种催化剂，如天然气与石脑油蒸气转化催化剂、甲醇合成催化剂都易受硫化物毒害而失去活性，必须将硫化物除净。气体脱硫方法可分为两类，一类是干法脱硫，一类是湿法脱硫。干法脱硫设备简单，但由于反应速率较慢，设备比较庞大；湿法脱硫可分为物理吸收法、化学吸收法与直接氧化法三类。甲醇的合成是在高温、高压、催化剂存在下进行的，是典型的复合气-固相催化反应过程。随着甲醇合成催化剂技术的不断发展，目前总的趋势是由高压向低、中压发展。粗甲醇中存在水分、高级醇、醚、酮等杂质，需要精制。精制过程包括精馏与化学处理。化学处理主要用碱破坏在精馏过程中难以分离的杂质，并调节pH精馏主要是除去易挥发组分，如二甲醚、以及难以挥发的组分，如乙醇高级醇、水等。甲醇生产的总流程长，工艺复杂，根据不同原料与不同的净化方法可以演变为多种生产流程。甲醇合成方法有高压法、中压法、低压法三种方法。目前国内基本上全是低压合成甲醇。下面主要以低压法探讨影响甲醇合成的因素。 2、影响甲醇合成的因素 2.1温度对甲醇合成的影响 在甲醇合成过程中，温度对反应混和物的平衡和速率都有很大的影响。对化学反应来说，温度会使分子运动加快，分子间的有效碰撞增多，从而增加了分子有效结合的机会，使甲醇合成反应的速度加快，但是由于CO和H2生成CH3OH 的反应，和CO2和H2合成CH3OH的反应，均为可逆放热反应。对于可逆放热反应来说，温度降低固然使反应速率增大，但平衡常数的数值将会下降。因此，选择合适的操作温度对CH3OH的合成至关重要。一般Zn-Cr催化剂的活性温度为350～420℃。铜基催化剂的活性温度为200～290℃。对每种催化剂在活性温
影响甲醇合成气体单程转化率的因素
影响甲醇合成气体单程转化率的因素 我公司甲醇合成系统在更换催化剂后，通过技术改造，使甲醇合成入塔气量达到了300000m3/h以上，生产能力大幅度提高，运行状况得到明显改善。由于催化剂的初期活性较好，通过优化各项控制指标，甲醇合成气体的单程转化率得到提高，合成气体的总利用率得到提高。 甲醇合成气体单程转化率受诸多因素的影响，且各因素间也会相互影响和制约。通过生产实践，我们总结出影响甲醇合成气体单程转化率的因素主要有操作压力、热点温度、合成气体成分（氢碳比）、催化剂活性以及空速等，现分述如下： 1 操作压力的影响 根据分子运动理论，气体分压的大小决定了其分子运动速度的大小。如果操作压力较低，分子的密度和运动速度均会受到影响，化学反应速度也会受到限制，结果影响了气体的转化率。 事实证明，操作压力越低对甲醇合成气体的转化率的影响就越明显。此外，合成操作压力越低，系统放空量增加，合成副产物增加，粗甲醇的品质也随之发生变化，主要表现为杂醇馏分增多，造成精馏操作负担加重。 我公司新催化剂在刚投用的1个月里，不同操作压力下合成气体的转化率有很大的差别（见表1）。提高系统的操作压力（催化剂使用初期压力为4.3MPa）后，系统的放空量降低，减少了有效气体的损失，提高了合成气体的总转化率。 表1 新催化剂投用第1个月的运行参数
2 热点温度的影响 在催化剂使用初期,通常控制较低的热点温度,这样可以延缓铜基催化剂金属晶体的生长速度，较好地保护催化剂的活性。但如果热点温度过低，达不到反应的最佳条件，合成反应同样会受到限制。 一般认为，催化剂的催化活性起活温度并不是甲醇合成最适宜的热点温度。最适宜的热点温度不仅与催化剂起活温度有关，而且还受操作压力的影响，这是因为化学反应速度和化学平衡主要是靠操作压力和热点温度推动，但这两者的推动结果是不一样的。对甲醇合成而言，并不是温度越高其反应速度就越快。当温度升高到一定限度时，伴随着各类副反应与甲醇合成反应竞争的发生和反应深化的加剧，甲醇合成的反应速度会降低。所以，在操作压力一定的情况下，应通过不断优化，找出最适宜的热点温度，以使甲醇合成气体总转化率达到最大。 我公司新换的NC307铜基催化剂活性起活温度为170℃，经过初期使用，在床层操作温度为228℃（由于测点热电偶位置不同，热点温度在230℃左右）时入塔气体反应较为理想。 3 气体成分的影响 从甲醇合成的化学方程式来看，合成甲醇的CO和CO2对H2O 对化学平衡的推动有很大的影响，CO和CO2不同配比，引起各自的单程转化率有很大差别。这主要是因为催化剂对CO2和CO的催化选择性不同造成的。一般在低温下催化剂对CO2反应的选择性要大于对CO的选择性，所以CO和CO2要有一个科学的配比，严格进行物料衡算。 催化剂在不同的使用时期对CO2和CO有不同的配比要求。使用初期,由于催化剂活性较高，应尽可能地维持较高的氢碳比，让CO2多参加反应，控制CO的含量，稳定热点温度。针对这一思路，我公司通过技术论证和技术改造，采用入塔合成气体高氢碳比运行。 另外，从反应热来看，CO合成甲醇放出的反应热高于CO2合成甲醇的反应热。在生产中我们充分认识到移热才是增产的关键，这有利于维持热点温度的稳定，延长催化剂的低温活性。只有在催化剂使
合成气生产甲醇影响因素的分析探讨
合成气生产甲醇影响因素的分析探讨 随着煤化工的发展，大量的煤制甲醇（烯烃）项目建成投产，因此，提高合成甲醇的产量，降低生产成本，提高工厂经济效益，是目前企业共同关注的问题。探讨甲醇合成反应的影响因素及优化，对提高产量和产品质量有着重要的指导作用。 标签：合成气；生产甲醇；影响因素；分析 1 甲醇合成的意义 随着我国经济迅猛发展，能源消耗也在不断增长，特别是石油的供需矛盾更加突出。1993年我国首次成为石油净进口国，当时的年进口量不足1000万t，但到了2000年石油的年进口量就达到了7000万t，年均递增32%，占国内石油消费总量的30%。石油进口的依存度将从1996年6.6%上升到23%。因此，无论是从经济方面还是政治方面考虑，能源安全都是不容回避的现实问题。所以说，无论是出于当前还是着眼长远考虑，结合我国缺油、少气、富煤的国情出发，及时调整能源结构、优化资源配置工作具有重大的现实和历史意义。 2 合成气生产甲醇影响因素 2.1 温度 甲醇合成的两个主反应： CO+2H2 CH3OH+102.5KJ/mol CO2+3H2 CH3OH+H2O+59.6KJ/mol 甲醇合成反应中，从化学平衡考虑，低温对甲醇产率有利，而高温对反应速率有利，所以必须兼顾两个条件，温度过低达不到催化剂的活性温度，反应不能进行；温度太高不仅增加了副反应，消耗了原料气，而且反应过快，温度难以控制，容易使催化剂衰老失活。随着温度逐渐增加，平衡常数逐渐降低，当温度达到一定数值，反应速度达到最大；再继续增加温度，反应速度下降。 2.2 压力 甲醇合成反应是一个体积缩小的反应，增加压力使反应向生成甲醇的方向移动。从动力学考虑，增加压力，提高了反应物分压，加快了反应的进行；另外，提高压力也对抑制副反应，提高甲醇质量有利。实际生产中，压力的控制是根据触媒不同时期、不同的催化活性做适当的调整。催化剂使用初期，活性好，操作压力可较低，一般控制在4.3MPa；催化剂使用后期，活性降低，往往采用较高的操作压力（4.75MPa），以保持一定的生产强度。
金属粉末注射成型技术.
金属粉末注射成型(Metal Powder Injection Molding,简称MIM技术是将现代塑料注射成型技术引入粉末冶金领域而形成的一门新型粉末冶金近净成形技术。其基本工艺过程是:首先将固体粉末与有机粘结剂均匀混练,经制粒后在加热塑化状态下(~150℃用注射成型机注入模腔内固化成型,然后用化学或热分解的方法将成型坯中的粘结剂脱除,最后经烧结致密化得到最终产品。与传统工艺相比,MIM具有精度高、组织均匀、性能优异、生产成本低等特点,其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命,被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。 MIM技术由美国加州Parmatech公司于1973年发明,八十年代初欧洲许多国家以及日本也都投入极大精力开始研究该技术,并使其得到迅速推广,特别是在八十年代中期该技术实现产业化以来,更获得了突飞猛进的发展,产量每年都以惊人速度递增。到目前为止,美国、西欧、日本等十多个国家和地区有一百多家公司从事该工艺技术的产品开发、研制与销售工作。日本在竞争上十分积极,并且表现突出,许多大型株式会社均参与MIM工艺的推广应用,这些公司包括太平洋金属、三菱制钢、川崎制铁、神户制钢、住友矿山、精工-爱普生、大同特殊钢等。目前日本有四十多家专业从事MIM产业的公司,其MIM产品的销售总值早已超过欧洲并直追美国。MIM技术已成为新型制造业中最为活跃的前沿技术领域,是世界冶金行业的开拓性技术,代表着粉末冶金技术发展的主方向。 金属粉末注射成型技术是塑料成型工艺学、高分子化学、粉末冶金工艺学和金属材料学等多学科渗透与交叉的产物,利用模具可注射成型坯件并通过烧结快速制造高密度、高精度、三维复杂形状的结构零件,能够快速、准确地将设计思想物化为具有一定结构、功能特性的制品,并可直接批量生产出零件,是制造技术行业一次新的变革。该工艺技术不仅具有常规粉末冶金工艺工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点,而且克服了传统粉末冶金工艺制品材质不均匀、机械性能低、薄壁成型困难、结构复杂等缺点,特别适合于大批量生产小型、复杂以及具有特殊要求的金属零件。
终点效应之聚能效应
聚能效应，即炸药爆炸后，起爆炸产物在高温高压下基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的。因此，带凹槽的装药在引爆后，在凹槽轴线上会出现一股汇聚的、速度和压强都和高的爆炸产物流，在一定的范围内使炸药爆炸释放出来的化学能集中起来。 当装药凹槽内表面衬上一个药形罩时，装药爆轰后，凹槽附近炸药爆炸的能量就会传递给药形罩，使药形罩以很大的速度向轴线运动，此时，药型罩在高温高压的爆轰产物的作用下，形成金属杆，可以看作流体。其中，药型罩的内表面形成细长的金属射流，药型罩外表面形成杵体。药型罩压垮并产生射流的过程，射流吸收的爆炸能量不会象爆炸产物那样再散失掉。金属杆在轴向上存在速度梯度，从而，引起了金属射流在飞行过程中拉断现象。炸药性能和重量、装药结构、起爆方式、药型罩材料及其几何尺寸等对金属流的形成和侵彻具有显著影响。 圆柱形药柱爆洪后，爆轰产物沿近似垂直原药柱表面的方向，向四周飞散，作用于钢板部分的仅仅是药柱端部的爆轰产物，作用的面积等于药柱端面积。带锥孔的圆柱形药柱则不同：锥孔部分的爆轰产物飞散时，先向轴线集中，汇聚成一股速度和压力都很高的气流，称为聚能气流。爆轰产物的能量集中在较小的面积上，在钢板上就打出了更深的孔，这就是锥形孔能够提高破坏作用的原因。 锥孔处爆轰产物向轴线汇聚时，有两个因素在起作用： 1. 爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥面的方向向轴线汇聚，使能量集中； 2. 爆轰产物的压力本来就很高，汇聚是在轴线处形成更高的压力区，高压迫使爆轰产物向周围低压区膨胀，使能量分散。 由于上述两因素的综合作用，气流不能无限的集中，而在离药柱端面某一距离处达到最大的集中，以后则又迅速飞散开了。 为了提高聚能效应，就应设法避免高压膨胀引起能量分散而不利于能量集中的因素，对于聚能作用，能量集中的程度可用单位体积能量，即能量密度来做比较。爆轰波的能量中，位能占3/4，动能占1/4。而聚能过程，动能是能够集中的，位能则不能集中，反而起分散作用，所以，聚能气流的能量集中程度不是很高的。如果设法把能量尽可能转换成动能的形式，就能大大提高能量的集中程度。 在药柱锥孔表面加一个铜罩，爆轰产物在推动罩壁向轴线运动过程中，就能将能量传递给了铜罩。由于铜的可压缩性很小，因此内能增加很少，能量的加大部分表现为动能形式，这样就可避免高压膨胀引起的能量分散而使能量更为集中。此外，铜罩还有两个有利于穿孔的作用： 1. 罩壁在轴线处汇聚碰撞时，发生能量重新分配。罩内表面铜层的速度比闭合时的速度高1至2倍，使能量密度进一步提高，形成金属射流；罩的其余部分则形成速度较低的杵。严格的讲，锥形罩壁在向轴线运动过程中，能量已经在逐渐地由外曾向内层转移。 2. 金属射流各部分的速度是不同的，端部速度高，尾部速度低，因此射流再向前运动过程中将被拉长。但由于铜的优良的延性，射流可以比原长延伸好几倍而不断裂。当然，金属射流在延伸过程中不像聚能气流那样膨胀分散，仍保持着原来的能量密度。
利用聚能射流销毁大壁厚弹药试验研究
利用聚能射流销毁大壁厚弹药试验研究 宋桂飞，李成国，夏福君，王韶光，肖东胜 (军械工程学院军械技术研究所，石家庄050000) 摘要：根据待销毁弹药壁厚较大的特点，经分析论证，选用了特制的聚能引爆器对其进行炸毁。本文对聚能射流销毁大壁厚弹药的可行性进行了分析，并做了现场试验。销毁试验证明，利用聚能射流可以有效地销毁大壁厚弹药。 关键词：聚能射流；大壁厚弹药；销毁 1 引言 在弹药科研生产、兵器试验、部队训练、勤务处理、修理处废、后方仓库储存供应保障以及地方基础设施建设中，经常会出现不同姿态不同状态不同地形条件下的射击未爆弹、跌落弹药、事故弹药、技术处理障碍弹药以及历史遗留的旧杂式弹药和不明技术状况危险爆炸物。这些弹药中有一类口径较大、质量较重、装药量较少、弹体厚度较大、弹体坚硬的弹药，需要采用炸毁方法加以销毁。通常，弹药炸毁按照国军标《报废通用弹药处理技术规程》[1]，采用爆破坑殉爆销毁，即根据所炸毁弹药的弹径、数量、装坑堆码方法及地形条件挖掘爆破坑，依照装坑原则将弹药堆码装入爆破坑内，再将预先准备好的引爆炸药包放置并掩埋好，通过火力法或电力法实施引爆销毁。这种方法最突出的优点是一次性销毁处理量大，能够满足空旷地带大批量报废弹药炸毁需求；但所用的引爆炸药量较多，特别是为保证单发大壁厚弹药炸毁完全彻底，一般要增大2～3倍药量采取挖深爆破坑，这一方面增大了爆炸附加破坏效应，同时对于不能振动或转运的未爆弹而言，挖深爆破坑也是不可行的。大量的炸毁实践表明，这类大壁厚弹药难以殉爆，急需探索一种操作简便、效果好的新方法予以销毁。 2 聚能射流销毁大壁厚弹药可行性分析 聚能效应原理早已为人们所认知。在工程爆破领域，线性聚能切割器广泛应用于岩石切割开采、建筑物拆除、冻土钻孔、水下清障等工程目的。线性聚能切割器是一种圆柱体或长条形，底部有金属药型罩的聚能穴装药结构，药型罩形状可以是圆弧形或各种不同顶角的楔形[2]。线性聚能切割器的作用原理是[2]：聚能装药起爆后，爆轰波沿着装药的纵方向传播，同时以10GPa以上的压力向药型罩方向运动，金属药型罩在极高的压力下形成金属流，并在对称聚能穴的中心面上产生碰撞叠加，形成向装药底部的高速运动薄片状金属射流，从而具有能量集中、速度快、切口小、切割深度大的特点。同时，线性聚能切割器结构轻巧、金属射流一致性好、侵彻深度大、易于加工和制作、使用方便，可以按照破坏对象的形状和结构改变装药的长度，使之与爆破对象相匹配，从而获得极佳的爆破效果。国内相关单位[3]利用线性聚能切割器销毁废旧弹药、排除哑弹的实践表明：线性聚能切割器产生的射流在切割穿透弹体后，剩余射流继续侵彻弹丸装药，促使装药引爆或失去爆炸性能，从而达到销毁弹药目的。
影响甲醇合成产率因素
影响联醇合成产率的因素 摘要：甲醇生产受原料、生产工艺、催化剂等的影响较大，不同的生产工艺条件甲醇合成产率不同。 关键词：甲醇；合成；产率；氢碳比；惰性气体；温度；毒物。 甲醇是一种重要的有机化工原料，也是清洁代用燃料，在化工、医药、轻工、纺织等行业具有广泛的用途。在世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。甲醇的生产主要以天然气、煤等为原料，经过造气、净化制得合成气。甲醇生产受原料、生产工艺、催化剂等的影响较大，不同的生产工艺条件甲醇合成产率不同。怎样提高甲醇的合成产率成为大家很关心的问题。 1 甲醇反应原理 甲醇合成反应是H2与CO，CO2在一定压力、温度及催化剂作用下发生，该反应为可逆放热反应，其主要反应式为： 2H2+CO＜＝＞CH3OH (1) 3H2+CO2＜＝＞CH3OH+H20 (2) 在发生上述反应的同时，还有一系列的副反应发生。其主要副反应如下： 2CO+4H2→(CH3)2O+H20 CO+3H2→CH4+H20 此外，还可能产生微量的酮、Fe(CO) 等。 在上述同时发生的反应中．从热力学上进行分析可知甲醇的合成是最不利的反应之一，因此目前普遍采用以CuO为基础的低温催化剂
(其活性组分是还原后的亚铜离子)，使反应定向进行，从而避免或抑制副反应的进行。我厂联醇装置采用XNC-98催化剂其特点有：高活性、高选择性，稳定性好。 2 原料气中氢碳比的影响 从上述合成反应式可看出，甲醇合成气中有效成分为H2、CO2、CO 而N2、Ar、CH 等为惰性气体，根据生产工艺的不同，还含有不同的其它组分。CO是合成甲醇的主要组分，对甲醇产量的高低起重要作用，CO与H2的反应速率及放热量均高于CO 。CO2也要参与甲醇合成反应，适量的CO2可使催化剂床层温度稳定，保护催化剂活性，延长催化剂使用寿命，并可抑制二甲醚等杂质的生成。CO和CO2比例用氢碳比来表示，即：f=(H2-CO )／(CO+CO )。通常新鲜气的氢碳比控制在2．05～2，l5，入塔气的氢碳比控制在4~5时甲醇产率较高。氢碳比控制过低易造成合成副反应的增加，粗甲醇中杂质含量大幅上升，甚至引起积碳反应。缩短催化剂寿命；氢碳比控制过高，过多的氢气在系统中等同于惰性气体，运行消耗增加。在实际生产中．根据各自工艺特点，通过变换、配气等方式优化控制H2、CO2、CO含量，以达到最低的物耗能耗。我厂联醇装置通过加H2的多少来调节氢碳比，通过合成塔进口原料气数据来调节H2加量从而保证入塔气的氢碳比控制在4~5来提高产率。 3 惰性气体对合成产率的影响 惰性气体在甲醇合成反应中不参与反应，但因惰性气体的存在，降低了合成气中有效组分的分压，降低反应速率，凶而增加装置能耗。