组合烟花类烟花爆竹燃放性能缺陷分析

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1、组合烟花类烟花爆竹燃放性能缺陷分析1组合烟花类燃放性能缺陷分析的目的和意义烟花爆竹在我国已有1400多年的历史，是中华民俗的重要组成部分，作为悠久传统的文化载体，象征着喜庆、吉祥、美好和幸福。长期以来，每逢重大节假日和重要活动，人们都会燃放烟花爆竹来衬托气氛，抒发感情，随着人们生活水平的不断提高，社会各界对烟花爆竹的需求量越来越大。组合烟花类属于烟花爆竹的重要门类，因为其花样繁多，样式多样，一直深受人们的喜爱。然而，烟花爆竹同爆破器材、黑火药、民用信号弹等一样，均属于民用爆炸物品。每逢春节烟花爆竹的燃放事故总会成为社会广泛关注的话题。以下是2007年北京市春节燃放烟花爆竹

2、的一个事故统讣。（1）火情。除夕夜全市因燃放烟花爆竹引发的火情114起，比去年下降19起,但仍然次数较高。（2）伤情。2007年除夕夜共有125人受伤，其中五环内74人，五环外51人，包括3人重伤。另有，1人因违规燃放导致死亡和1人被摘除眼球。2007年春节期间北京地区因燃放烟花爆竹致伤及救治状况：除夕零吋至正月初七11时，全市因燃放烟花爆竹致伤共663人。其中，五环路内因燃放烟花爆竹致伤426人，与2006年同期相比增14.62%；五环路外因燃放烟花爆竹致伤281人（含外埠燃放烟花爆竹致伤就诊44人），与2006年同期相比有所降低这些由烟花爆竹引起的事故固然有一些人为因

3、素，但是对于烟花爆竹的危险特性的忽视和不了解以及对烟花爆竹安全性的不充分考虑显然是引发这些事故的最主要原因。因此本文对烟花爆竹安全性的分析工作具有重要的现实意义，对实现烟花爆竹产品在设计、生产环节实现本质化安全具有参考价值。2组合烟花类烟花爆竹燃放性能缺陷分析2.1组合烟花的主要燃放性能缺陷根据对北京消费市场调研和烟花爆竹检验结果的分析，组合烟花的主要燃放性能缺陷见表2-1o表2・1进京烟花爆竹燃放性能缺陷产品类别缺陷名称缺陷类别倒筒、低炸、火险、炸筒、急炸、散筒、冲底a组合烟花烧成率不合格、断火bi烧成率不合格、断火表2・1中，％：不可修复的致命缺陷；by.涉及质量性

4、能的重缺陷⑵。其中倒筒、低炸和火险最为常见，危害也最大，易引起恶性危害。2.2组合烟花燃放性能缺陷分析本节选取组合烟花类最为常见并且危害最大的三种缺陷（倒筒、低炸和火睑）进行分析。2.2.1侄ij筒倒筒，即立于地面燃放的产品，在燃放过程中倒在地面，且仍有色火向外喷射的现象。倒筒现象一般岀现在组合烟花类的燃放过程中，其危害比较大，容易造成火灾、烧伤等。根据国家标准在静态时组合烟花满足以下两点即被视为不会发生倒筒：1）主体高度不能大于底面对角线长度（直径）最小值的两倍；2）样品直立放置在用硬木板制成的与水平面夹角成12。的斜面上，产品应不倾倒。再将样品旋转任意角度，产品应不倾

5、倒⑶。但是，在实际中即使能满足以上要求的产品，仍有发生倒筒的现象。图2・1某组合烟花类产品外观图现以某28发的组合烟花类产品为例进行分析，图2-1为该产品的外观图，图2-2a为其结构图，图2・2b为其单个发射筒的剖视图。现对其烟花效果部件飞出炮筒口寸的速度进行计算。a）产品结构尺寸图b）单个发射筒剖视图图2・2某组合烟花类产品结构图（1）建立计算模型及相关计算数据为了要计算出烟花部件离开发射筒时的速度、动能等相关量，对发射过程作如下假设：1）发射药为标准黑火药；2）不考虑黑火药的点燃过程，假设点火瞬吋完成；3）黑火药燃烧所释放的能量完全用以烟花效果部件的发射；4）火药力、

6、弹形常数、绝热指数等在整个过程中均保持不变；5）发射筒的强度足够大，在发射过程中不会被破坏。以图2-1所示产品为例进行计算，表2-2和表2-3为该产品烟花效果部件和发射筒的相关参数。表2・2烟花效果部件的相关参数直径D/mm质量P/g截面积S/mm2P断面密度―!221038000.00226表2・3表发射筒的相关参数发射筒内径a/mm发射筒高度厶/mm发射筒截面积S/mm2发射筒容积C/mm3发射药质量co/g药室内容积C，/mm2426045211760031809（2）烟花效果部件出口速度的计算烟花效果部件与发射筒截面积Z比为(2-1)(2-2)"丄=0・84根据

7、内弹道⑹、外弹道理论⑸，有/z=Z-(l+~)g2P式中，“为假想烟花效果部件质量；7为内弹道系数，这里取其为1。(2-3)式中，G为药形系数；§为装填常数；力与发射药的燃速有关，/F为黑火药发射药的火药力，表示药剂抛射作用的特征值，取17200gmm/g,/G为小粒黑发射药形状系数，取0.256o速度函数可表示为：(_L]=2(l+〃)l+X乙(2-4)其中4(2-5)(X=G§+2(〃—1)(2-6)式中，［旳为烟花效果部件的速度函数，。和0为计算的中间系数，斤火药气体的绝热膨胀系数。然后即可求得：(2-7)式中，X为