空氣炮的噴爆壓強(qiáng)，和噴爆沖量是關(guān)乎空氣炮產(chǎn)品性能的兩個(gè)重要指標(biāo)。本周河南鑫濮機(jī)械設(shè)備有限公司通過CYG1145型壓力變送器和LabVIEW對(duì)我司產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)。

空氣炮的噴爆可視為壓縮氣體的瞬態(tài)膨脹，噴爆時(shí)間只有幾百毫秒，需要進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)采集。河南鑫濮對(duì)每一個(gè)毫秒都采集一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，滿足了試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)分析的需要。我司技術(shù)部隊(duì)采集到的數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)時(shí)間顯示到測(cè)試圖上，即為壓力-時(shí)間相應(yīng)曲線。數(shù)據(jù)同時(shí)保存有表格形式，可以方便查找對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)和壓力點(diǎn)，便于進(jìn)行精確計(jì)算。

本次試驗(yàn)我司采用0.7MPa的空氣壓力，所以該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)僅對(duì)充氣壓力為0.4-0.7MPa的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

本次試驗(yàn)采用我司PF(D)-300-612空氣炮，得到的測(cè)試波形如圖3所示。

一、PF空氣炮不同充氣壓下噴爆壓強(qiáng)和時(shí)間分析


河南鑫濮技術(shù)部將變送器壓力感應(yīng)面距空氣炮噴口50mm，固定在固定盤上，固定盤相當(dāng)于一個(gè)擋板，當(dāng)空氣炮噴出的高速氣體沖到擋板上，速度變?yōu)榱?，空氣的?dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能，高頻壓力變送器測(cè)到駐壓強(qiáng)（即動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來的壓強(qiáng)）

空氣炮充氣壓力不同，測(cè)到的駐壓強(qiáng)也不同。由圖3可得到不同充氣壓力下的波形最值，充氣壓力越大，測(cè)到的駐壓強(qiáng)最大值也越高。

當(dāng)充氣壓力為0.4MPa時(shí)，測(cè)到駐壓強(qiáng)的最大值為0.256MPa;充氣壓力為0.7MPa時(shí)，測(cè)到駐壓強(qiáng)的最大值為0.546MPa。

隨著充氣壓力的增大，噴爆時(shí)間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在4組數(shù)據(jù)中，充氣壓力為0.5MPa時(shí)，監(jiān)測(cè)到最大的噴爆時(shí)間218ms；充氣壓力在0.4MPa,0.6MPa時(shí)的噴爆時(shí)間分別為226ms和319ms。

二、PF空氣炮不同充氣壓力下噴爆沖量分析

我司PF型空氣炮的清堵效果不但與氣體噴爆作用力的大小有關(guān)，還與噴爆持續(xù)時(shí)間長短有關(guān)。可以用沖量來衡量空氣炮的清堵效果，沖量越大清堵效果也越好，利用積分計(jì)算空氣炮的噴爆沖量。

由于波形曲線是一個(gè)不規(guī)則函數(shù)，不易計(jì)算其積分值，積分可以看做是空氣炮測(cè)試波形與橫坐標(biāo)圍成的面積，即可比較不同充氣壓力下空氣炮的沖量大小。設(shè)充氣壓力0.4MPa時(shí)，空氣炮測(cè)試波形與橫坐標(biāo)圍成的面積為1；利用網(wǎng)絡(luò)劃分比較得出，充氣壓力為0.5MPa,0.6MPa及0.7MPa時(shí)，空氣炮測(cè)試波形與橫坐標(biāo)圍成的面積分別為3.1,3.72,2.13.不同充氣壓力下所測(cè)的參數(shù)如表1所列。

由表1可知，并不是充氣壓力越大沖量就越大。在充氣壓力增大的過程中，測(cè)到的壓強(qiáng)最大值呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，但噴爆時(shí)間是先增加后減少。鑫濮機(jī)械經(jīng)過計(jì)算比較得出，當(dāng)充氣壓力為0.6MPa，PF空氣炮的噴爆狀態(tài)比較理想，能夠得到較好的清堵效果。不同充氣壓力下的沖量比重如圖4所示。

三、結(jié)語
本次對(duì)我司PF型空氣炮的噴爆實(shí)驗(yàn)，采集了空氣炮瞬態(tài)噴爆沖擊的高速數(shù)據(jù)，并從面板直接觀察空氣炮的壓力-時(shí)間相應(yīng)曲線，顯示沖擊力的最大值和噴爆總時(shí)間。
通過實(shí)驗(yàn)，我司PF空氣炮的性能良好，勝任于煤礦煤倉的噴爆工作。鑫濮建議，用戶對(duì)不同清堵要求下，通過調(diào)整空氣炮的充氣壓力，來達(dá)到自己最優(yōu)的使用效果！