Page 76 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 蒋欣利，等： 温压炸药密闭空间内爆炸冲击波与温度场耦合试验研究 第 6 期

1.2、1.4、1.6 m 处的温度波形可见，远区不再呈现单峰结构。这是由于内爆炸温度受空间结构与后燃反
应的共同作用，残余铝粉颗粒汇聚后被再次点燃，产生二次燃烧现象。随着铝粉被再次点燃，1.0、1.2、
1.4、1.6 m 测点温度曲线均依次出现二次波动。以各装药初始温度峰值为基准，100、200、300、400 g 装
药的二次升温幅度分别较初始温度峰值增长 48%、55%、155%、212%。随后，温度在下降过程中受壁面
反射冲击波产生的涡流及爆轰产物回流的影响，呈现波动下降的特征。

2 000 1 000

400 g 400 g
1 000 500
0 0
1 200 400
300 g 300 g
600 200
0 0
T/℃ 400 T/℃ 200 200 g

200 200 g 100
0 0
200 150
100 g 100 g
100 75

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
t/s t/s
(a) 1.0 m (b) 1.4 m
图 7 不同装药质量温压炸药在爆心距为 1.0 和 1.4 m 处的温度时程曲线
Fig. 7 Temperature-time curves at 1.0 and 1.4 m for thermobaric explosives with different masses

热电偶在测量高温火焰温度时，实测温度并非火焰真实温度，高温环境下的热辐射损失不可忽略，
因此需对实测温度进行修正。为平衡热对流与表面热辐射，热电偶测温修正方法 [28-29] 如下：
√
2
4
4
εσ(T −T ) d (T w −T) 4h w k w /d t
T g = T + ∞ + (1)
2 2
h b (2D −d )h b
t
式中：T 为修正后的温度；T 为热电偶实测温度；h 为热电偶探头与高温气流之间的对流换热系数；ε 为
b
g
热电偶表面发射率，钨铼丝热电偶氧化后表面发射率取 0.3；σ 为黑体辐射常数；T 为爆炸环境温度，取
∞
300 K；T 为热电偶丝的平衡温度，由热电偶丝和周围环境的对流和辐射热平衡决定；D 为测温热电偶丝
w
尖端测温珠直径；d 为热电偶丝直径；k 为热电偶丝导热系数；h 为热电偶丝总换热系数。
w
w
t
对流换热系数 h 的计算公式如下：
b
λ g [ ( 1/2 2/3 ) 0.4 ] ρ g v g D t
h b = 2+ 0.4Re +0.06Re Pr Re = (2)
d t µ g
式中：λ 为高温气流热传导系数，Pr 为高温气体普朗特数，Re 为高温气流雷诺数，ρ 为火焰密度，v 为火
g
g
g
焰传播速度，μ 为火焰黏性系数，D 为热电偶保护外壳直径。
t
g
h 包含热对流系数 h w 和辐射换热系数 h ，计算公式为：
w
c, r,w
4
4
4
4
εσ(T −T ) εσ(T −T )
h w = h c,w +h r,w = w ∞ + ∞ (3)
T g −T
T g −T w
由图 7 可见，受空间结构影响，爆炸远区能够产生更大的温度波动，因此选用不受结构影响的初始
温度峰值研究温度分布规律。采用式 (1) 对热电偶传感器实测初始温度峰值进行修正，修正后的温度较
实测值提高约 1%～9%，修正前后温度变化趋势一致。不同装药质量温压炸药在内爆炸下的初始温度峰
值 T （经修正）随爆心距 d 的变化关系如图 8 所示。
m
温度变化是由爆炸冲击波与火球以球面形式共同膨胀引起的，而爆炸产生的冲击波超压主要受装
药质量 M、炸药密度 ρ 、爆炸速度 D 、空气初始压力 p 、空气初始密度 ρ 、爆心距 d 等因素的影响。由
0
0
e
e
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