2.4 各因素对于燃烧过程的影响权重
实际的燃烧过程是升温速率、氧浓度等因素共同作用的结果,因此有必要研究各因素在过程中对燃烧的影响权重。这里定义“影响因子”为
式中:X1指实验工况的平均值;X2指某一组实验中的实验工况;Y1指特征参数的平均值;Y2指某一组实验中特征参数的值。
以升温速率对着火点的影响为例,分析“影响因子”的意义。在每组实验中,升温速率分别为10K/min、20K/min、30K/min,对应的着火点分别为实验1~3组的平均值、4~6组的平均值、7~9组的平均值。10K/min,20K/min,30K/min升温速率下的着火点平均值即为Y1。实验4~6组的平均着火点代表了升温速率30K/min下的着火点,即为Y2。X1指三个升温速率的平均值,即为20K/min。X2取Y2下的升温速率,为30K/min。因此,升温速率对于着火点的“影响因子”,反映了着火点随着升温速率的变化程度。表达式为
在式(2-2)中,295.5℃是升温速率为20k/min下的着火点(表2-2中试验4~6组的平均值),而304.3℃是升温速率为30k/min下的着火点(表2-2中试验7~9组的平均值)。
“影响因子”反映了实验变量对于燃烧特征参数的影响程度。不同实验工况下同一个特征参数的“影响因子”可以互相比较,“影响因子”越大,说明该实验变量对于特征参数的影响越大。
表2-6给出了升温速率、水分和氧浓度对于燃烧特征参数的“影响因子”。可以看出,氧浓度对于着火点的影响最大,这是由于热解和燃烧的机理不同。第一个失重峰受升温速率的影响最大,说明挥发分的析出主要受升温速率的影响。第二个失重峰主要受氧浓度的影响。而对于焦炭的燃烧,升温速率的影响要高于水分的影响。对于燃尽温度来说,三个影响因子的重要程度为:氧浓度>升温速率>水分。
表2-6实验工况对于特征参数的“影响因子”