基于交互正交实验的玉米淀粉粉尘云最低着火温度的影响因素研究

王庆慧 袁帅 卫园梦 王丹枫

王庆慧, 袁帅, 卫园梦, 王丹枫. 基于交互正交实验的玉米淀粉粉尘云最低着火温度的影响因素研究[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(5): 055401. doi: 10.11883/bzycj-2017-0388
引用本文: 王庆慧, 袁帅, 卫园梦, 王丹枫. 基于交互正交实验的玉米淀粉粉尘云最低着火温度的影响因素研究[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(5): 055401. doi: 10.11883/bzycj-2017-0388
WANG Qinghui, YUAN Shuai, WEI Yuanmeng, WANG Danfeng. On factors affecting minimum ignition temperature of corn starch dust cloud based on interactive orthogonal experiment[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(5): 055401. doi: 10.11883/bzycj-2017-0388
Citation: WANG Qinghui, YUAN Shuai, WEI Yuanmeng, WANG Danfeng. On factors affecting minimum ignition temperature of corn starch dust cloud based on interactive orthogonal experiment[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(5): 055401. doi: 10.11883/bzycj-2017-0388

基于交互正交实验的玉米淀粉粉尘云最低着火温度的影响因素研究

doi: 10.11883/bzycj-2017-0388
详细信息
    作者简介:

    王庆慧(1964- ),男,博士,副教授,wangqinghui84@163.com

    通讯作者:

    袁 帅(1991- ),男,硕士研究生,m1881070136@163.com

  • 中图分类号: O389; X932

On factors affecting minimum ignition temperature of corn starch dust cloud based on interactive orthogonal experiment

  • 摘要: 采用Godbert-Greenwald (G-G)恒温炉装置,运用交互正交实验方法,研究了粉尘质量浓度、分散压力、CaCO3质量分数及其交互作用对玉米淀粉粉尘云最低着火温度 (minimum ignition temperature of dust cloud,MITC)的影响规律。通过直观分析法和方差分析法考察了各因素及其交互作用对玉米淀粉粉尘云最低着火温度影响,2种分析方法得出的结论一致。结果表明:CaCO3质量分数和粉尘质量浓度对玉米淀粉粉尘云最低着火温度影响高度显著;分散压力与粉尘质量浓度对玉米淀粉粉尘云最低着火温度的影响存在交互作用,分散压力与粉尘质量浓度的交互作用对玉米淀粉粉尘云最低着火温度的影响显著。
  • 图  1  粉尘云最低着火温度测定装置示意图

    Figure  1.  A sketch of the device for testing the minimum ignition temperature of dust cloud

    表  1  粒度分布

    Table  1.   Size distribution

    样品 D10/μm D25/μm D50/μm D75/μm D90/μm D100/μm
    玉米淀粉 3.90 8.53 17.16 29.95 45.03 105.24
    CaCO3 0.43 0.97 2.06 3.85 6.41 13.77
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    表  2  玉米淀粉的工业分析与元素分析

    Table  2.   Proximate and ultimate analysis of corn starch

    元素成分质量分数/% 工业成分质量分数/%
    C H N S O 固定碳 挥发份 灰分
    45.80 4.80 0.30 0.07 49.03 14.50 83.10 2.40
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    表  3  因素与水平

    Table  3.   Factors and levels

    水平 A/MPa B/(kg·m−3 C/%
    1 0.04 0.741 10
    2 0.06 1.111 30
    3 0.08 1.481 50
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    表  4  交互正交实验方案和实验结果

    Table  4.   Interactive orthogonal experimental details and results

    实验序号 A B (A×B)1 (A×B)2 C (A×C)1 (A×C)2 (B×C)1 (B×C)2 θmin/℃
    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 475.0
    2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 480.0
    3 1 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 500.0
    4 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 3 3 465.0
    5 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 1 1 1 473.0
    6 1 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 485.0
    7 1 3 3 3 1 1 1 3 3 3 2 2 2 453.0
    8 1 3 3 3 2 2 2 1 1 1 3 3 3 463.0
    9 1 3 3 3 3 3 3 2 2 2 1 1 1 482.0
    10 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 477.0
    11 2 1 2 3 2 3 1 2 3 1 2 3 1 487.0
    12 2 1 2 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 513.0
    13 2 2 3 1 1 2 3 2 3 1 3 1 2 467.0
    14 2 2 3 1 2 3 1 3 1 2 1 2 3 470.0
    15 2 2 3 1 3 1 2 1 2 3 2 3 1 495.0
    16 2 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 435.0
    17 2 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 443.0
    18 2 3 1 2 3 1 2 2 3 1 1 2 3 480.0
    19 3 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 480.0
    20 3 1 3 2 2 1 3 2 1 3 2 1 3 485.0
    21 3 1 3 2 3 2 1 3 2 1 3 2 1 490.0
    22 3 2 1 3 1 3 2 2 1 3 3 2 1 455.0
    23 3 2 1 3 2 1 3 3 2 1 1 3 2 463.0
    24 3 2 1 3 3 2 1 1 3 2 2 1 3 487.0
    25 3 3 2 1 1 3 2 3 2 1 2 1 3 445.0
    26 3 3 2 1 2 1 3 1 3 2 3 2 1 457.0
    27 3 3 2 1 3 2 1 2 1 3 1 3 2 482.0
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    表  5  实验结果直观分析

    Table  5.   Intuitive analysis of experimental results

    分析因素 k1j k2j k3j R 分析因素 k1j k2j k3j R
    A 475.1 474.1 471.6 3.6 (A×C)1 476.2 472.7 471.9 4.3
    B 487.4 473.3 460.0 27.4 (A×C)2 472.4 476.0 472.3 3.7
    (A×B)1 468.7 476.0 476.1 7.4 (B×C)1 473.6 475.9 471.3 4.6
    (A×B)2 474.6 470.7 475.6 4.9 (B×C)2 475.8 472.4 473.6 3.3
    C 461.3 469.0 490.4 29.1
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    表  6  方差分析

    Table  6.   Variance analysis

    差异源 Ss df Ms F 显著性
    A 60.518 518 52 2 30.259 259 26 1.278 060 227
    B 3 390.296 296 2 1 695.148 148 71.597 966 37 ***
    A×B 447.703 703 7 4 111.925 925 9 4.727 414 939 **
    C 4 098.296 296 2 2 049.148 148 86.549 863 12 ***
    A×C 174.370 370 4 4 43.592 592 59 1.841 220 18
    B×C 157.925 925 9 4 39.481 481 48 1.667 579 194
    e 189.407 407 4 8 23.675 925 93
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    表  7  F分布临界值

    Table  7.   Critical values for the F-distribution

    F0.05(2, 8) F0.01(2, 8) F0.1(2, 8) F0.05(4, 8) F0.01(4, 8) F0.1(4, 8)
    4.46 8.65 3.11 3.84 7.01 2.81
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-30
  • 修回日期:  2017-12-06
  • 网络出版日期:  2019-04-25
  • 刊出日期:  2019-05-01

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