正癸烷云霧氣液兩相濃度對(duì)其燃爆參數(shù)的影響

王 悅，白春華，李 斌，劉雪嶺，張 奇

(北京理工大學(xué) 爆炸科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081)

1 引 言

可燃液體的氣液兩相在其生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、液體發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及武器應(yīng)用等方面廣泛存在，特別是燃料空氣炸藥(FAE)終點(diǎn)作用的云霧爆轟更有著突出的研究意義。對(duì)于云霧的形成和燃爆方面的實(shí)驗(yàn)研究主要集中在液體霧化[1-3]、液滴的尺寸及時(shí)空分布[4]、顆粒的燃燒及顆粒在氣流作用下的變形和剝離[5]、燃料-空氣混合物的起爆能量[6]、爆燃轉(zhuǎn)爆轟[7-9]、爆轟波結(jié)構(gòu)[10-11]、爆轟威力[12]等方面。Gabrijel[13]在扇形激波管中研究了平均直徑為388 μm的煤油液滴與空氣混合物形成的云團(tuán)的爆轟，實(shí)驗(yàn)中使用數(shù)萬焦耳的點(diǎn)火能量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)爆轟速度、爆轟淬火和直接起爆能量均與所形成液體云霧的間隙有關(guān)。Bar-Or[14]在扇形激波管中研究了液滴直徑為400 μm的癸烷、煤油、庚烷，發(fā)現(xiàn)低揮發(fā)性燃料癸烷和煤油具有較長(zhǎng)的反應(yīng)區(qū)，即該反應(yīng)區(qū)由液滴的破碎過程確定，且爆轟速度明顯低于理論計(jì)算的氣體爆轟的CJ值，高揮發(fā)性燃料庚烷爆轟速度接近氣體爆轟的CJ值。中國(guó)工程物理研究院陳軍等人[15]利用激光散射的方法對(duì)FAE爆炸拋撒后遠(yuǎn)場(chǎng)云霧液滴索特平均直徑D32在不同空間位置隨時(shí)間的變化過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，得出散射光強(qiáng)以及D32與時(shí)間變化的關(guān)系，即云霧區(qū)的液滴D32在固定點(diǎn)隨時(shí)間的增加呈減小趨勢(shì)，云霧區(qū)液滴D32隨爆心距離的增加而增加。

氣相預(yù)混爆炸和液相擴(kuò)散燃燒的同時(shí)發(fā)生使這種動(dòng)態(tài)的氣液兩相云霧燃爆性能的研究非常復(fù)雜。其影響因素包括燃料的物理化學(xué)性質(zhì)，如燃料的表面張力、動(dòng)力粘度、密度、沸點(diǎn)及瞬態(tài)的液滴大小、尺寸分布、濃度分布、環(huán)境溫度、初始?jí)毫Α⑼牧魉俣?、點(diǎn)火時(shí)間和點(diǎn)火能量等。目前，大多數(shù)液霧的燃爆與爆轟研究一般在密閉多相燃爆裝置中進(jìn)行，通常以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的計(jì)量濃度來表征點(diǎn)火時(shí)刻的濃度而忽略實(shí)際液霧噴射過程中的蒸發(fā)汽化、過程損耗等問題，同時(shí)對(duì)于液滴直徑大多采用實(shí)際測(cè)量到的等效平均粒徑來表示，但大多數(shù)實(shí)際噴霧所形成的液滴尺寸是不均勻的，液滴是以其粒徑分布狀態(tài)存在；為了研究云霧瞬態(tài)粒徑分布、氣液兩相濃度及其不同濃度下的燃爆性能，本工作利用液霧粒徑與濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和20 L二次脈沖氣動(dòng)噴霧多相爆炸測(cè)試系統(tǒng)，在相同D32條件下，對(duì)不同濃度的正癸烷氣液兩相的燃爆參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置

20 L二次脈沖氣動(dòng)噴霧多相爆炸測(cè)試系統(tǒng)(自行開發(fā)設(shè)計(jì))包括：20 L圓柱爆炸罐體、二次脈沖氣動(dòng)噴霧系統(tǒng)、4-40 J多級(jí)可調(diào)火花放電點(diǎn)火子系統(tǒng)(EPT-1點(diǎn)火試驗(yàn)臺(tái)和火花點(diǎn)火裝置)、高速數(shù)據(jù)采集處理存儲(chǔ)子系統(tǒng)(NI PXI-5922高速數(shù)字化儀和瞬態(tài)爆炸參數(shù)測(cè)試軟件)、時(shí)序觸發(fā)控制中心子系統(tǒng)，其中EPT-1[16-17]點(diǎn)火試驗(yàn)臺(tái)和NI PXI-5922高速數(shù)字化儀[18-19]為標(biāo)準(zhǔn)裝置。如圖1所示，20 L圓柱爆炸罐體包括三對(duì)透明光學(xué)檢測(cè)窗口，位置分別為罐體高度1/5,1/2,4/5處；罐體內(nèi)徑為300 mm，高為312 mm，壁厚10 mm；二次脈沖氣動(dòng)噴霧系統(tǒng)包括高壓氣泵、高壓氣室、電磁閥、單向閥、儲(chǔ)液室、半球型多孔噴頭；多孔均布空心球體(球體直徑25 mm；開孔個(gè)數(shù)為42個(gè)；開孔的孔徑為2 mm)放置于噴頭腔體內(nèi)部起到提高霧化質(zhì)量的作用。時(shí)序觸發(fā)控制中心子系統(tǒng)可同時(shí)控制氣動(dòng)霧化系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、粒徑及濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)按不同觸發(fā)時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)精確觸發(fā)各子系統(tǒng)，時(shí)間精度級(jí)別1 ms。

圖1 20 L二次脈沖氣動(dòng)噴霧多相爆炸測(cè)試系統(tǒng)
1—點(diǎn)火電纜，2—壓力表，3—儲(chǔ)液室，4—單向閥，5—電磁閥連接觸發(fā)控制中心電纜，6—壓力傳感器數(shù)據(jù)傳輸電纜，7—高壓氣泵氣體輸入管段，8—多波長(zhǎng)激光發(fā)射器，9—溫度傳感器數(shù)據(jù)傳輸電纜，10—高壓氣室，11—電磁閥，12—數(shù)字光照強(qiáng)度檢測(cè)傳感器電纜，13—罐體上部1/5透明視窗，14—罐體1/2透明視窗(點(diǎn)火位置)，15—罐體下部4/5透明視窗
Fig.1 Double pulse pneumatic spray multiphase explosion test system
1—ignition source，2—pressure gage，3—liquid storage chamber，4—non-return valve，5—connection synchronized trigger system，6—pressure sensor transmisson cables，7—connect high pressure pump，8—the laser，9—combustion temperature data recorder，10—air compression chamber，11—solenoid valve，12—light sensor cable，13—the position 1/5 of the vessel，14—the position 1/2 of the vessel，15—the position 4/5 of the vessel

液霧粒徑與濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)包括：20 L圓柱罐體、激光發(fā)射單元、光照強(qiáng)度檢測(cè)單元、信號(hào)轉(zhuǎn)換及高速數(shù)據(jù)采集處理(計(jì)算機(jī))子系統(tǒng)、二次脈沖氣動(dòng)噴霧系統(tǒng)、時(shí)序觸發(fā)控制子系統(tǒng)，如圖2所示。該系統(tǒng)(自行開發(fā))以光全散射法原理設(shè)計(jì)，其基本理論是Mie光散射理論[20-21]。隨著大量試驗(yàn)的積累和驗(yàn)證，其測(cè)量粒徑范圍可達(dá)幾納米到300 μm[22]。數(shù)字光照強(qiáng)度檢測(cè)傳感器件具有較寬動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍，可見光強(qiáng)度測(cè)量范圍0～65535 Lux，可快速獲取入射與出射光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)。粒徑分布與濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)有三種可見光波長(zhǎng)，分別為447，543，638 nm，功率50 mW的激光發(fā)射單元，并分別對(duì)應(yīng)三個(gè)數(shù)字光照強(qiáng)度檢測(cè)單元。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，該測(cè)量系統(tǒng)可拓展達(dá)16組激光發(fā)射單元和數(shù)字光照強(qiáng)度檢測(cè)單元。

圖2 測(cè)量液霧粒徑與濃度的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)
Fig.2 Optical measurement system of measuring particle size and concentration of liquid spray

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

云霧粒徑分布與濃度測(cè)量實(shí)驗(yàn)過程：為獲得相同索特平均直徑D32與不同正癸烷液霧濃度趨勢(shì)結(jié)果，利用液霧粒徑與濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)氣動(dòng)壓力和設(shè)計(jì)噴霧劑量，進(jìn)行了粒徑與濃度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件為：初始溫度21 ℃，初始?jí)毫?.1 MPa，電磁閥開啟時(shí)長(zhǎng)50 ms(噴霧時(shí)長(zhǎng))，粒徑及濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)間采樣點(diǎn)為80 ms。測(cè)試步驟為：首先打入高壓氣體并加入初始設(shè)計(jì)噴霧計(jì)量的液體，然后同步觸發(fā)氣動(dòng)噴霧與粒徑及濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，獲取液滴的索特平均直徑D32與液霧濃度數(shù)據(jù)，最后提取儲(chǔ)液室殘余液體量，記錄處理數(shù)據(jù)。

云霧燃爆實(shí)驗(yàn)過程：基于上述正癸烷相同粒徑、不同液霧濃度的測(cè)量與統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在20 L二次脈沖氣動(dòng)噴霧多相爆炸測(cè)量系統(tǒng)中進(jìn)行云霧燃爆參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)條件為：初始溫度21 ℃，初始?jí)毫?.1 MPa，電磁閥開啟時(shí)長(zhǎng)50 ms，點(diǎn)火延遲時(shí)長(zhǎng)80 ms，點(diǎn)火能量40.32 J。實(shí)驗(yàn)步驟為：首先打入高壓氣體并加入初始設(shè)計(jì)噴霧計(jì)量的液體，然后同步觸發(fā)氣動(dòng)噴霧與點(diǎn)火系統(tǒng)，記錄處理燃爆超壓與燃爆溫度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與討論

3.1粒徑分布與濃度結(jié)果

為準(zhǔn)確獲得實(shí)際霧化的正癸烷濃度，引入兩個(gè)參數(shù)：設(shè)計(jì)噴霧劑量和噴霧損耗劑量。設(shè)計(jì)噴霧劑量(DSD)為實(shí)驗(yàn)初始準(zhǔn)備階段注入噴霧系統(tǒng)兩個(gè)儲(chǔ)液室的總癸烷液體劑量；噴霧損耗劑量(LSD)包括噴霧完成后，兩個(gè)儲(chǔ)液室殘余劑量與粒徑及濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)量實(shí)時(shí)液相濃度10 %的總和，其中，液霧濃度10%是考慮到噴霧過程導(dǎo)致液霧罐壁的殘余量。正癸烷霧化的總實(shí)際濃度是由設(shè)計(jì)噴霧劑量(DSD)與噴霧損耗劑量(LSD)之差獲得，而其中實(shí)時(shí)氣相濃度是由正癸烷霧化的總實(shí)際濃度與粒徑及濃度光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)所測(cè)量的實(shí)時(shí)液相濃度之差獲得。表1列出了在80 ms時(shí)間節(jié)點(diǎn)，正癸烷氣液兩相濃度及索特平均直徑D32的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中D32= 38.11 μm為不同所有實(shí)時(shí)液相濃度下D32的平均值，并將其近似作為粒徑D32的標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)值。如圖3所示，正癸烷氣液兩相濃度與設(shè)計(jì)噴霧計(jì)量濃度之間具有線性趨勢(shì)。

圖3 正癸烷氣液兩相濃度趨勢(shì)圖(其中純氣相正癸烷燃爆下限體積濃度來自文獻(xiàn)[23])
Fig.3 Vapor-liquid two-phase concentration trend of then-decane(in which the explosion lower limit volume concentration of pure gas phasen-decane is from the literature[23])

表1 正癸烷氣液兩相濃度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(80 ms,D32=38.11 μm)Table 1 Experiment data of the vapor-liquid two-phase concentration of the n-decane (80 ms,D32=38.11 μm)

Note:1) MeanD32is the average value ofD32for up,middle and down position of the vessel; 2) Actual concentration of vapor is obtained through conversion of actual concentration of vapor (g·m-3) under the initial environmental conditions of test.

a.the position 1/5 of the vesselb.the position 1/2 of the vesselc.the position 4/5 of the vessel
圖4 正癸烷云霧不同液相濃度下粒徑分布圖(80 ms，D32=38.11 μm)
Fig.4 Particle size distribution ofn-decane sprays at the different liquid phase concentration(80ms，D32=38.11 μm)

當(dāng)云霧液滴的索特平均直徑D32大于10 μm時(shí)，云霧受重力沉降作用不可忽略，使得處于罐體上、中、下部的液霧濃度分布不均，通過同步測(cè)量罐體上中下三個(gè)位置液霧濃度，并取平均值表征液霧實(shí)際平均濃度。位置1選定于罐體上部1/5；位置2選定于罐體1/2(點(diǎn)火位置)；位置3選定于罐體下部1/5(參看圖1中13、14、15和圖2)。不同實(shí)時(shí)液相濃度下三個(gè)位置正癸烷粒徑分布結(jié)果如圖4所示。

3.2 燃爆參數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在正癸烷云霧平均粒徑D32為38.11 μm，點(diǎn)火能40.32 J條件下，表2列出了正癸烷液相質(zhì)量濃度在78.47～436.67 g·m-3，同時(shí)對(duì)應(yīng)的氣相體積濃度在0.52%～1.77% 區(qū)間燃爆超壓與燃爆溫度實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

在燃爆實(shí)驗(yàn)過程中，正癸烷液霧液相質(zhì)量濃度151.34 g·m-3，對(duì)應(yīng)的氣相體積濃度0.77%(即：總濃度為199.29 g·m-3)條件下，發(fā)生一次點(diǎn)火成功，兩次失敗，結(jié)果見表2；同時(shí)，在正癸烷液霧液相質(zhì)量濃度127.00 g·m-3，對(duì)應(yīng)的氣相體積濃度0.63%(即：總濃度為166.44 g·m-3)條件下，連續(xù)發(fā)生三次點(diǎn)火失?。灰虼嗽谡锿樵旗FD32為38.11 μm，點(diǎn)火能量40.32 J條件下，氣液兩相燃爆下限確定為液相質(zhì)量濃度151.34 g·m-3、氣相體積濃度0.77%(即：總濃度為199.29 g·m-3)(其中點(diǎn)火能量40.32 J的確定基于國(guó)際經(jīng)典點(diǎn)火能公式E=CU2/2算法[24])。

正癸烷云霧不同氣液兩相濃度下爆壓峰值趨勢(shì)如圖5所示。由圖5可知，在正癸烷云霧D32=38.11 μm，點(diǎn)火能40.32 J條件下，其爆壓峰值從0.52 MPa逐漸上升到0.97 MPa；對(duì)應(yīng)的氣相體積濃度從0.77%到1.41%，液相質(zhì)量濃度從151.34 g·m-3到415.33 g·m-3；隨后爆壓峰值從0.97 MPa下降到0.90 MPa，對(duì)應(yīng)的氣相體積濃度從1.41% 到1.77%，液相質(zhì)量濃度從415.33 g·m-3到436.67 g·m-3。在實(shí)驗(yàn)燃爆區(qū)間內(nèi)，最大爆壓峰值0.97 MPa出現(xiàn)在氣相體積濃度1.41%，對(duì)應(yīng)的液相質(zhì)量濃度為415.33 g·m-3(即：總濃度為503.70 g·m-3)。

圖5 正癸烷云霧不同氣液兩相濃度下爆壓峰值趨勢(shì)圖(80 ms，D32=38.11 μm，純氣相正癸烷燃爆下限體積濃度來自文獻(xiàn)[23])
Fig.5 The trend of detonation pressure peak ofn-decane sprays at the different vapor-liquid two phase concentration(80 ms，D32=38.11 μm，In which the explosion lower limit volume concentration of pure gas phasen-decane is from the literature[23])

正癸烷云霧不同氣液兩相濃度下爆溫峰值趨勢(shì)如圖6所示。由圖6可知，在燃爆區(qū)間內(nèi)，正癸烷爆溫峰值出現(xiàn)了雙峰現(xiàn)象，燃爆峰值的首峰溫度(最大峰值溫度)為812 ℃，出現(xiàn)在氣相體積濃度0.88%，對(duì)應(yīng)的液相質(zhì)量濃度184.84 g·m-3(即：總濃度為239.81 g·m-3)；次峰溫度786 ℃，出現(xiàn)在氣相體積濃度1.41%，對(duì)應(yīng)的液相質(zhì)量濃度415.33 g·m-3(即：總濃度為503.70 g·m-3)。

表2 正癸烷云霧爆壓峰值和爆溫峰值實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(40.32 J,D32=38.11 μm)Table 2 Experimental data of detonation pressure peak and detonation temperature peak of n-decane sprays (40.32 J,D32=38.11 μm)

Note:In experiment times (F/S) in the table,where F stands for "fail",S strands for "success"; in which 3 (S) represents the results of three experiments are successfully ignited.maximum pressure and Maximum temperature lists the maximum in the three tests; in which 3 (F) stands for the results of the experiment three times are not successful ignition.

圖6 正癸烷云霧不同氣液兩相濃度下爆溫峰值趨勢(shì)圖(80 ms,D32=38.11 μm)
Fig.6 The trend of detonation pressure peak ofn-decane sprays at the different gas-liquid two-phase concentration (80 ms,D32=38.11 μm)

3.3 氣液兩相實(shí)時(shí)濃度和D32差值范圍分析

正癸烷云霧實(shí)時(shí)濃度和粒徑隨著時(shí)間變化而變化,同時(shí)罐體內(nèi)部不同位置的濃度在同一時(shí)刻也不盡相同。為此實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)考察液相實(shí)時(shí)濃度的差值范圍。在本實(shí)驗(yàn)中，考慮到液霧粒徑受重力影響，不同位置的濃度在同一時(shí)刻濃度規(guī)律為:位置1(罐體上部1/5)<位置2(罐體1/2)<位置3(罐體下部1/5),三個(gè)濃度測(cè)量位置如圖1和圖2所示 。因此，分別以位置1和2的平均濃度設(shè)定為差值下限,位置2和3的平均濃度設(shè)定為差值上限。由于正癸烷氣相的實(shí)時(shí)濃度是由正癸烷總濃度與液相的實(shí)時(shí)濃度之差獲得；同時(shí)考慮到噴霧導(dǎo)致10%的罐體壁面的損耗,實(shí)際正癸烷氣相濃度的差值范圍也可得出。由圖3所示，正癸烷氣液兩相在80 ms點(diǎn)火時(shí)刻不同實(shí)時(shí)濃度差值范圍分別為：0.02%～0.09%和4～30.33 g·m-3。

云霧燃爆的實(shí)驗(yàn)研究由于多元變量的因素，導(dǎo)致系統(tǒng)性研究趨于復(fù)雜，其中會(huì)涉及液相粒徑，氣、液實(shí)時(shí)濃度這三組重要參數(shù)。因此本實(shí)驗(yàn)研究基于鎖定液相D32平均粒徑的條件下，研究氣液兩相濃度變化對(duì)燃爆參數(shù)的影響趨勢(shì)。平均粒徑D32=38.11 μm是所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一個(gè)平均值。它作為一個(gè)常量是為整個(gè)實(shí)驗(yàn)提供一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。但實(shí)際上,實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的D32和常量38.11 μm存在差值范圍，表3列出了正癸烷液相平均粒徑的差值范圍，其中最大相對(duì)誤差為5.90%。可見，液體瞬態(tài)霧化環(huán)境下，由于蒸發(fā)、凝結(jié)、湍流、沉降及損耗等多種因素，無法在不同濃度、相同時(shí)刻，獲得完全相等的粒徑大小及粒徑分布狀態(tài)，這是導(dǎo)致誤差出現(xiàn)的原因。

3.4 討 論

在可燃液體氣動(dòng)霧化過程中，由于環(huán)境、液霧粒徑的不同，蒸發(fā)速率也不盡相同，從噴霧發(fā)生起，液體蒸發(fā)氣化過程已同步發(fā)生。罐體內(nèi)存在空氣、液體蒸氣、液滴混合物；在本實(shí)驗(yàn)研究中，霧化時(shí)長(zhǎng)50 ms ，并延遲至80 ms點(diǎn)火，以降低氣動(dòng)對(duì)罐體內(nèi)部湍流影響；因此，點(diǎn)火時(shí)，實(shí)際同步發(fā)生了正癸烷蒸氣預(yù)混燃爆和液滴擴(kuò)散燃燒。

由文獻(xiàn)[23-25]可知，正癸烷燃爆極限范圍在0.78%～7.8%。由表2可知，本次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的可燃范圍為0.77%～1.77%(云霧中氣相濃度范圍)，即獲得的燃爆下限0.77%與文獻(xiàn)中的0.78%相近，因此可以得出正癸烷云霧在平均粒徑D32=38.11 μm條件下，液相濃度對(duì)燃爆下限影響較小，而氣相濃度為燃爆下限的主要影響因素的結(jié)論。

表3 正癸烷液相平均粒徑的差值范圍(D32=38.11 μm)Table 3 The average particle size difference range of liquid phase n-decane (D32=38.11 μm)

正癸烷蒸氣與空氣混合化學(xué)反應(yīng)方程如式(1)所示，其中Cst為癸烷當(dāng)量體積分?jǐn)?shù)：

(1)

理論上，正癸烷蒸氣與空氣混合爆壓峰值的最大值應(yīng)出現(xiàn)在當(dāng)量體積分?jǐn)?shù)為1.33%處，但在實(shí)際化學(xué)反應(yīng)過程中,由于所有的C、H元素不可能完全氧化生成CO2和H2O。在化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),CO、H2和OH也包含其中。因此，燃爆最大超壓峰值的體積分?jǐn)?shù)總是比當(dāng)量體積分?jǐn)?shù)濃度出現(xiàn)地稍晚[26-27]。本實(shí)驗(yàn)在癸烷氣相濃度為1.41%時(shí)，獲得的最大爆壓峰值，即也出現(xiàn)在當(dāng)量濃度稍后位置。結(jié)果說明正癸烷云霧中對(duì)應(yīng)的氣相濃度大小也是最大爆壓峰值的決定因素。

由文獻(xiàn)[25-27]可知，純氣相可燃物與空氣混合最大爆壓峰值與最大爆溫峰值同步出現(xiàn)；但在本實(shí)驗(yàn)中，并沒有同步發(fā)生，最大爆溫峰值出現(xiàn)在正癸烷液相184.84 g·m-3、氣相0.88%(即：總濃度為239.81 g·m-3)，而最大爆壓峰值0.97 MPa出現(xiàn)在液相415.33 g·m-3、氣相1.41 %(即：總濃度為503.70 g·m-3)；這說明正癸烷云霧液滴群擴(kuò)散燃燒過程中，由于蒸發(fā)所引起的熱交換與熱傳遞的發(fā)生，其對(duì)燃燒溫度有明顯的影響。

4 結(jié) 論

(1)正癸烷在D32為38.11 μm，點(diǎn)火能40.32 J條件下，氣液兩相燃爆下限總濃度為199.29 g·m-3，其中液相質(zhì)量濃度為151.34 g·m-3，氣相體積濃度為0.77%；表明正癸烷云霧液相濃度對(duì)燃爆下限影響較小，而氣相濃度為燃爆下限主要影響因素。

(2)正癸烷氣液兩相云霧最大爆壓峰值為0.97 MPa,出現(xiàn)在正癸烷氣相體積濃度1.41%，即當(dāng)量濃度稍后位置，表明最大爆壓峰值也是由云霧中對(duì)應(yīng)的氣相濃度大小所決定；而最大燃溫峰值為812 ℃，出現(xiàn)在正癸烷氣相體積濃度0.88%，說明正癸烷云霧液滴群擴(kuò)散燃燒過程對(duì)燃燒溫度有顯著的影響。

(3)正癸烷氣液兩相云霧燃爆溫度出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，首峰最高溫度812 ℃，出現(xiàn)在總濃度為239.81 g·m-3(其中：氣相體積濃度0.88%，液相質(zhì)量濃度在184.84 g·m-3)；次峰最高溫度786 ℃，出現(xiàn)在總濃度為503.70 g·m-3(氣相體積濃度1.41%，對(duì)應(yīng)的液相質(zhì)量濃度在415.33 g·m-3)。

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