4.4.2 铝粉云雾粒子浓度分析
表4-1给出了铝粉云团特征粒径值(SMD):D50(距离50 cm)、D100(距离100 cm)、D150(距离150 cm),每个位置上特征粒径值的变化处于同一量级,铝粉粒度的分布一致性较好。根据上述铝粉电镜扫描图,原始铝粉分散前D50平均粒径为15.40 μm,试验所测铝粉D50略大。
表4-1 不同分散距离下铝粉云团特征粒径
图4-12为铝粉云团三个分散距离的粒径累积分布,铝粉云团粒径累积分布范围一致。当分散初始速度为220 m/s时,43 μm以下粒径颗粒含量达到100%。分散距离50 cm时,6 μm以下粒径颗粒含量达到14.18%;分散距离100 cm时,7 μm以下粒径颗粒含量达到14.32%;分散距离150 cm 时,8 μm以下粒径颗粒含量达到14.3%。
当分散初始速度为180 m/s时,36 μm以下粒径颗粒含量达到100%。分散距离50 cm时,6 μm以下粒径颗粒含量达到14.18%;分散距离100 cm时,7 μm以下粒径颗粒含量达到14.32%;分散距离150 cm时,7 μm以下粒径颗粒含量达到14.32%。如图4-13所示。
图4-12 分散初始速度220 m/s粒子粒径分布
图4-13 分散初始速度180 m/s粒子粒径分布
图4-14为铝粉扩散云团粒径分布,当分散初始速度为220 m/s时,三个分散距离的铝粉云粒径主要集中在2~61 μm范围内。分散距离50 cm时,含量最多的粉尘粒径值为15 μm,含量为17.35%;分散距离100 cm时,最大含量的粒径为18 μm,含量为17.27%;分散距离150 cm时,最大含量粒径同样为18 μm,含量为16.66%。三个分散距离SMD含量分别为3.28%、3.77%、3.7%。
图4-14 分散初始速度220 m/s粒子分布率
当分散初始速度为180 m/s时,三个分散距离的铝粉云团粒径主要集中在2~51 μm范围内。分散距离50 cm时,含量最多的粉尘粒径值为15 μm,含量为17.35%;分散距离100 cm时,最大含量粒径为18 μm,含量为17.27%;分散距离150 cm时,最大含量粒径为18 μm 处,含量为17.27%。三个分散距离的SMD含量分别为3.28%、3.77%、3.77%,如图4-15所示。
图4-15 分散初始速度180 m/s粒子分布率
图4-16、图4-17为铝粉不同扩散速度的云团浓度分布。在前200 m/s内粉尘云雾浓度振荡上升,200 m/s前后出现浓度峰值,而后浓度逐渐减低。随分散距离的增加,粉尘云团浓度逐渐降低。铝粉分散后,云团向外分散,云雾中间区域形成稀疏区,因此距离喷口越近的区域,其浓度衰减的速率越快。
图4-16 220 m/s速度下铝粉分散浓度分布
图4-17 180 m/s速度下铝粉分散浓度分布
图4-18、图4-19为使用高速摄像、消光浓度检测系统同时检测模拟不同静态抛撒铝粉速度(180 m/s、220 m/s)下,不同位置处(50 cm、100 cm、150 cm)云雾浓度分布及测试误差。可以看出,系统的测试一致性和可重复性较好,由两者获得的云雾浓度数据误差均小于10%。
图4-18 铝粉分散初始速度220 m/s浓度分布对比
图4-19 铝粉分散初始速度180 m/s浓度分布对比