粉尘爆炸损毁评估计算及环境净化分析(7)
图2.2 实验数据采集界面图
实验通过控制单一变量来观察实验现象和收集实验数据，本次论文实验主要研究点火延迟时间、粉尘粒度、粉尘浓度和粒度、粉尘浓度和初始压力对铝粉爆炸的特性的影响。
在研究点火延迟时间对铝粉爆炸影响时，控制点或延迟时间为单一变量，粉尘粒径，粉尘浓度和初始压力为定量。同样研究粉尘粒度对粉尘爆炸特性影响时，控制粉尘粒度为变量，点火延迟时间，粉尘浓度和初始压力为定量。而当研究粉尘浓度和粒度对粉尘爆炸特性共同影响结果时，先控制一定浓度（粒径），改变粒径（浓度），接着改变浓度，再控制在改变后的浓度（粒径）值，继续重复上一浓度下的粒径（浓度）变化，如此往复，直到完成所需实验组数。研究粉尘浓度和初始压力对粉尘爆炸参数的影响时，同理研究粉尘浓度和粒径的影响。
3 铝粉爆炸特性实验研究
本实验以铝粉为研究对象，用1.2升哈特曼管来研究铝粉的爆炸特性，得到了点火延迟时间、粉尘浓度、粉尘粒度等与最大爆炸压力、最大压力上升速率的关系，得到了一些有意义的结果。这些结果反映了铝粉的爆炸猛烈程度，可以为我们更好地使用铝粉提供了帮助，为有关设备及工房的泄爆设计提供了依据。实验所得数据进行分析处理，通过origin7.5将数据进行拟合得出最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的相关经验公式。再通过VB将这些经验公式进行整合，编出一个粉尘爆炸最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的求算程序。
3.1 实验数据处理方法
论文主要进行了哈特曼管粉尘爆炸实验，研究点火延迟时间、粉尘粒径，粉尘浓度和粉尘粒径、粉尘浓度和初始压力与粉尘爆炸最大压力和最大爆炸压力上升速率的关系。实验每一单一变量采集五组实验数据，一共采集了60组实验数据。数据通过哈特曼管实验系统采集所得（如图2.2），通道12为有效数据，每组数据有一万多个数值。
论文采集所得数据较多，首先对原始数据进行处理，实验数据采集时间为2500ms，每组采集数据有上万个个之多，则先对其每一百个提取一个数值，即每10ms取一个数值，相对2500ms采集时间有一定的代表性，能准确的反应实验数据所呈现的变化趋势。将提取的有效数据通过origin软件进行作图，做出图后，可以在图形上找到最高点即最大爆炸压力，而两点间值增加最大值即最大斜率为最大爆炸压力上升速率，则可以得出最大爆炸压力和最大爆炸压力Pmax上升速率（dp/dt）max的值。
在得到最大爆炸压力Pmax和最大爆炸压力上升速率（dp/dt）max的值后，再通过origin软件做出点火延迟时间、粉尘粒径，粉尘浓度和粉尘粒径、粉尘浓度和初始压力不同变量下的最大爆炸压力Pmax和最大爆炸压力上升速率（dp/dt）max变化曲线，所得曲线上述论文已一一给出。
在得到点火延迟时间、粉尘粒径，粉尘浓度和粉尘粒径、粉尘浓度和初始压力不同变量下的最大爆炸压力Pmax和最大爆炸压力上升速率（dp/dt）max变化曲线后，运用origin软件对各个曲线进行拟合，得到点火延迟时间、粉尘粒径，粉尘浓度和粉尘粒径、粉尘浓度和初始压力与最大爆炸压力Pmax和最大爆炸压力上升速率（dp/dt）max的经验公式。
3.2 最大爆炸压力与最大压力上升速率的实验研究
3.2.1 点火延迟时间对最大爆炸压力和最大压力上升速率的影响
哈特曼管点火延迟时间对粉尘爆炸的影响主要是通过改变点火能量来影响铝粉爆炸的特性参数。实验将粉尘浓度定为500g/m³，粒径定为100μm，初始压力为0.3Mpa的环境下，改变点火延迟时间，本组实验设置五个变量，分别为8s、10s、12s、14s、16s。完成实验后按照3.1数据处理方法处理实验所得数据。得到点火延迟时间t对铝粉的最大爆炸压力P max和最大爆炸压力上升速率(dp/dt)max的影响数据（如表3.1）和曲线（如图3.1和图3.2所示）。观察曲线，P max和(dp/dt)max均随点火延迟时间的增加呈非线性增加，运用origin软件对其进行一元二次拟合，得到拟合公式。
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