CN113191067B - 一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统，该方法包括：构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。本发明提供的技术方案，通过构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，利用数值方法开展研究并获得约束空间内不同泄爆面尺寸对室内铝粉爆炸峰值超压的影响规律，建立起泄爆面尺寸与约束空间内外铝粉爆炸峰值超压之间的定量关系，从而实现了爆炸超压灾害的快速准确预测和评估。

Description

一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统
技术领域
本发明涉及危险品预测技术领域，具体涉及一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统。
背景技术
近年来，国内外铝工业迅速发展，与此同时，涉铝粉生产活动中所暴露出的事故隐患也逐渐增多。
铝粉尘爆炸事故频发，不仅造成了大量人员伤亡和经济损失，而且给社会和企业发展带来了严重的负面影响。因此，关于涉铝粉大尺度建筑物场所的爆炸灾害预防、控制和减缓研究显得尤为重要。当大尺度建筑物内发生铝粉爆炸时，爆炸冲击波、火焰会经建筑门窗、屋顶等轻质结构向室外泄放，形成约束泄爆过程。
粉尘爆炸产生的冲击波超压是导致人员伤亡和建筑结构破坏的主要原因。而大尺度建筑物内铝粉约束爆炸灾害效应会受到多方面因素的影响，如泄爆面特征参数(泄爆面积，开启压力)、粉尘浓度、点火源位置等。不同的爆炸影响因素相互耦合，不仅加剧了爆炸灾害的复杂性和严重性，也为铝粉爆炸事故现场救援和灾后评估带来了挑战。
在粉尘爆炸的各项影响因素中泄爆面积对粉尘爆炸流场和灾害结果的影响尤其显著。虽然国内外相应标准对泄爆面积的确定进行了量化，但该标准适用范围有限，而工厂大尺度建筑物结构复杂，泄爆面积对爆炸超压的影响更加难以掌握，从而进一步增加了铝粉爆炸结果预测的难度。因此，准确把握泄爆面积等主要因素对铝粉爆炸超压的影响规律，建立大尺度建筑物铝粉爆炸超压预测模型，对快速准确的实现可燃金属粉尘爆炸事故的灾前预测和和灾后评估都具有重要的意义。
峰值超压是评估铝粉爆炸超压灾害强度的核心指标。大量的文献资料也阐明了泄爆面积对室内粉尘爆炸峰值超压的影响规律。研究发现，泄爆面积越大，则室内粉尘爆炸峰值超压越小，而泄爆口外峰值超压则越大。然而，由于大尺度受限空间内金属粉尘爆炸实验危险系数高，操作难度大，使得大尺度受限空间内铝粉爆炸峰值超压的相关数据不够全面，没有建立起峰值超压与泄爆面积之间的定量关系，且目前尚缺少适合于铝粉爆炸峰值超压的快速预测方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法及系统，以建立充分考虑泄爆面尺寸影响条件下的大尺度室内铝粉爆炸峰值超压预测方法。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法，包括：
构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；
获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；
根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；
将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。
优选地，所述构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，包括：
根据预测和评估要求，构建预设尺寸的约束空间，所述约束空间内设有泄爆面；
调整所述泄爆面的尺寸，计算不同泄爆面的面积下的泄放系数；
确定所述约束空间内及所述约束空间外，峰值超压的测试点；
测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压；
对任一泄放系数，从该泄放系数对应的所有峰值超压中，找出约束空间内最大峰值超压，及，约束空间外最大峰值超压，然后遍历所有泄放系数；
根据所述泄放系数及最大峰值超压的对应关系，确定出约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，及，约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式。
优选地，所述测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压，具体为：
利用粉尘爆炸仿真软件ANSYS-Fluent，模拟预设尺寸的约束空间内铝粉爆炸泄放，并通过所述仿真软件ANSYS-Fluent得到不同泄放系数下，各测试点的峰值超压。
优选地，所述约束空间内设有泄爆面，具体为：
所述约束空间一面墙体开设有一个方形泄爆口，泄爆面位于墙体的几何中心位置，泄爆面可在约束空间内压力达到设定静开启压力时自动打开，泄爆面静开启压力为0.01MPa。
优选地，所述方法，还包括：
将约束空间外部计算区域沿泄爆口方向扩展至约束空间长度的4倍，并将扩展后的计算区域边界条件设为压力排气口，以研究铝粉爆炸泄放对约束空间外部空间的影响。
优选地，所述所有测点均位于泄爆口中心线上。
优选地，利用粉尘爆炸仿真软件ANSYS-Fluent，模拟的铝粉质量浓度为 500g/m3。
优选地，所述计算不同泄爆面的面积下的泄放系数，具体为：
根据约束空间的尺寸：长A1、宽B1、高H1，计算泄爆面所在墙面面积 Ap，Ap＝A1×H1或B1×H1；
根据泄爆面的尺寸：宽B2、高H2，计算泄爆面的泄爆面积Av，Av＝B2× H2；
根据泄爆面的泄爆面积Av和泄爆面所在墙面面积Ap，计算泄放系数Kv， Kv＝Av/Ap。
优选地，所述确定出约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，及，约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，具体为：
通过对泄放系数与约束空间内最大峰值超压数据进行非线性拟合，得到约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式；和/或，
通过对泄放系数与约束空间外最大峰值超压数据进行非线性拟合，得到约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种约束空间内铝粉爆炸超压预测系统，包括：
构建模块，用于构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；
获取模块，用于获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；
计算模块，用于根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；
预测模块，用于将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
通过构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，利用数值方法开展研究并获得约束空间内不同泄爆面尺寸对室内铝粉爆炸峰值超压的影响规律，建立起泄爆面尺寸与约束空间内外铝粉爆炸峰值超压之间的定量关系，从而实现了爆炸超压灾害的快速准确预测和评估。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法的流程图；
图2是根据另一示例性实施例示出的一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法所采用的物理模型及各测点布置示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的铝粉爆炸峰值超压随轴向距离变化的曲线图；
图4是根据一示例性实施例示出的室内、室外铝粉爆炸最大峰值超压随泄放系数变化的曲线图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种约束空间内铝粉爆炸超压预测系统的示意框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤S1、构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；
步骤S2、获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；
步骤S3、根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；
步骤S4、将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。
需要说明的是，所述约束空间为大尺度建筑物，例如，预设尺寸的房间。
所述预测对象为约束空间，所述预测对象的空间尺寸包括：长、宽、高；
所述泄爆面通常为窗口，所述泄爆面尺寸包括：宽、高；若泄爆面为正方形窗口，所述泄爆面的宽和高数值相等。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，利用数值方法开展研究并获得约束空间内不同泄爆面尺寸对室内铝粉爆炸峰值超压的影响规律，建立起泄爆面尺寸与约束空间内外铝粉爆炸峰值超压之间的定量关系，从而实现了爆炸超压灾害的快速准确预测和评估。
优选地，所述构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，包括：
根据预测和评估要求，构建预设尺寸的约束空间，所述约束空间内设有泄爆面；
调整所述泄爆面的尺寸，计算不同泄爆面的面积下的泄放系数；
确定所述约束空间内及所述约束空间外，峰值超压的测试点；
测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压；
对任一泄放系数，从该泄放系数对应的所有峰值超压中，找出约束空间内最大峰值超压，及，约束空间外最大峰值超压，然后遍历所有泄放系数；
根据所述泄放系数及最大峰值超压的对应关系，确定出约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，及，约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式。
优选地，所述计算不同泄爆面的面积下的泄放系数，具体为：
根据约束空间的尺寸：长A1、宽B1、高H1，计算泄爆面所在墙面面积 Ap，Ap＝A1×H1或B1×H1；
根据泄爆面的尺寸：宽B2、高H2，计算泄爆面的泄爆面积Av，Av＝B2× H2；
根据泄爆面的泄爆面积Av和泄爆面所在墙面面积Ap，计算泄放系数Kv， Kv＝Av/Ap。
优选地，所述确定出约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，及，约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，具体为：
通过对泄放系数与约束空间内最大峰值超压数据进行非线性拟合，得到约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式；和/或，
通过对泄放系数与约束空间外最大峰值超压数据进行非线性拟合，得到约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式。
优选地，所述测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压，具体为：
利用粉尘爆炸仿真软件ANSYS-Fluent，模拟预设尺寸的约束空间内铝粉爆炸泄放，并通过所述仿真软件ANSYS-Fluent得到不同泄放系数下，各测试点的峰值超压。
可以理解的是，基于计算流体动力学技术的粉尘爆炸仿真软件 ANSYS-Fluent适用于粉尘爆炸及冲击动力学问题，该软件在求解粉尘爆炸泄压流场的可靠性已经在诸多文献中得到了验证，因此，本实施例采用该软件开展受限空间内铝粉约束爆炸研究。该软件主要采用有限体积法对包括连续相质量守恒方程、动量守恒方程和组分守恒方程等一系列方程组进行求解，借助笛卡尔张量表示法可进行如下表示：
其中，Yi为气相各组分的质量分率；p为气相压强，Pa；ρ为气相密度， kg·m-3；τ为应力张量，N·m-2；Di,m为扩散系数，m2·s-1；Sct为湍流施密特数；k为热传导系数，W·m-1·K-1；Mi,m为各组分摩尔质量，kg·kmol-1；Ri,r为组分反应速率，kmol·m-3·s-1；Mp为源于离散相的动量流，kg·m-2·s-2；Ep为源于离散相的能量流，J·m-3·s；
本实施例采用Laws和Spalding提出的标准k-ε模型来模拟粉尘爆炸泄放，该模型是基于湍流动能(k)及其耗散率(ε)模型输运方程的半经验模型。
其中，Gk为平均速度梯度下的湍流动能产生项；模型常数C1ε＝1.44； C2ε＝1.92；σk＝1.0；σε＝1.3。
离散相粒子的轨迹是通过积分粒子上的力平衡来预测的，粒子上的力平衡写在拉格朗日坐标系中。这个力平衡将粒子惯性等同于作用在粒子上的力，并且可以写成(对于笛卡尔坐标中的x方向)。
FD(u-up)为气相对颗粒单位质量的曳力，其中：
其中，u为气相速度，m·s-1；up为颗粒速度，m·s-1；μ为气相动力粘度， Pa·s；dp为颗粒直径，m；颗粒平衡微分方程中的其他作用力Fx包括虚拟质量力、热泳力、布朗力等。
颗粒表面的对流与辐射传热方程为：
其中，cp为颗粒比热，J·kg-1·K-1；Ap为颗粒表面积，m2；T∞为连续相温度，K；h为对流传热系数，W·m-2·K-1；εp为颗粒辐射率；σ为斯蒂芬孙-玻耳兹曼常数，σ＝5.67×10-8W·m-·K-4；
离散相和连续相之间的耦合项计算如下：
其中，“·”表示该参数随时间的变化率。为颗粒和气相间的动量流；为颗粒和气相间的能量流，J·s-1；Q为气相和颗粒的能量交换，J·s-1。
根据Kwon等人提出的铝粉燃烧机理，铝粉的化学反应速率可表示为：
其中，为指前因子，E为活化能，SAl为单位体积的混合物中铝粉颗粒表面积。
ωAl＝min|ωAl,A,ωAl,T| (16)
离散纵坐标(DO)辐射模型包括对颗粒的辐射传热和散射的影响，由下式给出
其中，为位置向量，为方向向量，为散射方向，a为吸收系数，n为折射系数，σs为散射系数，I为辐射强度，φ为相位函数，Ω′为空间立体角。
在本发明另一示例性实施例示出的一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法，考虑到粉尘爆炸是一个复杂的物理化学过程，做了一些假设以简化计算，包括：
(1)铝粉的燃烧是一个链式反应过程，不考虑链式反应的中间过程，将铝颗粒燃烧简化为：2Al+1.5O2＝Al2O3。
(2)铝颗粒表面未形成氧化膜。
(3)铝颗粒呈球形，粒度均匀。
(4)假设燃烧产物为气相。
在燃烧爆炸数值模拟中，参数对模拟结果的影响至关重要。本实施例对铝粉爆炸模拟参数进行了调研及论证，确定所用参数如表一所示。
参数 数值
初始温度/K 300
初始压力/Pa <![CDATA[-6×10<sup>4</sup>]]>
注射持续时间/ms 40
铝颗粒直径/μm 30
<![CDATA[铝粉密度/kg·m<sup>-3</sup>]]> 2719
<![CDATA[铝粉燃烧热/J·kg<sup>-1</sup>]]> <![CDATA[3.1×10<sup>7</sup>]]>
<![CDATA[活化能/MJ·mol<sup>-1</sup>]]> 82
<![CDATA[指前因子/(m<sup>3</sup>·kg)<sup>1/2</sup>·s]]> <![CDATA[3.8×10<sup>5</sup><!-- 6 -->]]>
点火温度/K 3000
点火源直径/cm 10 
表一 铝粉爆炸泄放模拟中的参数
在该实施例中，约束空间选取为6m(长)×3m(宽)×3m(高)的长方体房间，室壁统一设置为绝热无滑移边界条件，其中一面墙体开设有一个方形泄爆口，泄爆面位于墙体的几何中心位置，泄爆面可在室内压力达到设定静开启压力时自动打开，泄爆面静开启压力为0.01MPa。
另外，为充分考虑泄爆面积对铝粉爆炸峰值超压的影响，泄爆面积由泄放系数Kv定义，其中，Kv＝Av/Ap，Av为泄爆面积(m2)，Ap为泄爆面所在墙体截面积(m2)，根据Kv的计算公式，泄爆面的面积为0.5×0.5m2、0.75×0.75m2、 1.0×1.0m2、1.25×1.25m2、1.50×1.50m2时，泄放系数Kv值分别为0.028、0.063、 0.111、0.174、0.250。
利用粉尘爆炸仿真软件ANSYS-Fluent，模拟预设尺寸的约束空间内铝粉爆炸泄放，模拟的铝粉质量浓度设为500g/m3，这是因为实验表明铝粉质量浓度为500g/m3是研究铝粉爆炸的最佳浓度。
点火源位于距离后墙1m处，半径为0.01m。不考虑点火源对爆炸流场的影响，房间里无障碍物。
另外，为了研究铝粉爆炸泄放对外部空间的影响，将外部计算区域沿泄爆口方向扩展至房间长度的4倍，并将扩展后的计算区域边界条件设为压力排气口。室内外空气处于静止状态，初始环境温度为300K，初始环境压力设为 -0.06MPa。
另外，所有测点均位于泄爆口中心线上，其中，测点2位于距后墙1.5m处，测点11～14以0.2m等间距排列，其余测点以0.5m等间距排列。
基于实验结果以及类似研究中利用Fluent软件进行计算时采用的网格尺寸，本实施例采用尺寸为5cm结构网格，本实施例采用的物理模型及各测点布置如图2所示。
为构建典型大尺度建筑物内铝粉爆炸峰值超压预测模型，本实施例主要考察了房间泄爆面积对室内铝粉爆炸超压的影响规律。爆炸影响参数的数值计算取值范围如下：泄爆面积为0.25m2～2.25m2，泄放系数为0.028～0.250，泄爆面开启压力为0.01MPa，房间体积为54m3，具体的参数设置如表二所示。
表二 物理模型构建参数取值表
本实施例总共创建了5组数值计算物理模型，在保持其他参数不变的情况下，分别考察了5种不同泄放系数对铝粉爆炸超压的影响。铝粉质量浓度均为最佳浓度500g/m3，铝粉粒径为30μm。数值计算总共获得305个峰值超压数据，部分模型参数及数值模拟结果见表三。
表三 部分物理模型参数及数值模拟结果
在此基础上，总结得到表四所示的室内外铝粉最大爆炸峰值超压随房间泄放系数的对应关系。
表四不同泄放系数对应的室内外铝粉最大爆炸峰值超压
铝粉爆炸峰值超压随轴向距离的变化曲线如图3所示，图4则显示了室内、室外铝粉爆炸最大峰值超压随泄放系数的变化曲线。
通过对表四中的室内外最大爆炸峰值超压与泄放系数的对应关系，对数据进行非线性拟合，得到室内外铝粉约束爆炸峰值超压预测模型，公式如下：
其中，Pred,max,indoor表示室内铝粉爆炸最大峰值超压，单位为MPa。Pred,max,outdoor表示室外最大峰值超压，单位为MPa。Kv表示泄放系数，Kv＝Av/Ap，Av表示泄爆面积，单位为m2，Ap表示泄爆面所在墙体面积，单位为m2。
图5是根据一示例性实施例示出的一种约束空间内铝粉爆炸超压预测系统 100的示意框图，如图5所示，该系统100包括：
构建模块101，用于构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；
获取模块102，用于获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；
计算模块103，用于根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；
预测模块104，用于将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，利用数值方法开展研究并获得约束空间内不同泄爆面尺寸对室内铝粉爆炸峰值超压的影响规律，建立起泄爆面尺寸与约束空间内外铝粉爆炸峰值超压之间的定量关系，从而实现了爆炸超压灾害的快速准确预测和评估。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA) 等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种约束空间内铝粉爆炸超压预测方法，其特征在于，包括：
构建铝粉爆炸峰值超压预测模型；
获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；
根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；
将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值
所述构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，包括：
根据预测和评估要求，构建预设尺寸的约束空间，所述约束空间内设有泄爆面；调整所述泄爆面的尺寸，计算不同泄爆面的面积下的泄放系数；确定所述约束空间内及所述约束空间外，峰值超压的测试点；测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压；对任一泄放系数，从该泄放系数对应的所有峰值超压中，找出约束空间内最大峰值超压，及，约束空间外最大峰值超压，然后遍历所有泄放系数；根据所述泄放系数及最大峰值超压的对应关系，确定出约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，及，约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式；
所述计算不同泄爆面的面积下的泄放系数，具体为：
根据约束空间的尺寸：长A1、宽B1、高H1，计算泄爆面所在墙面面积Ap，Ap＝A1×H1或B1×H1；根据泄爆面的尺寸：宽B2、高H2，计算泄爆面的泄爆面积Av，Av＝B2×H2；根据泄爆面的泄爆面积Av和泄爆面所在墙面面积Ap，计算泄放系数Kv，Kv＝Av/Ap。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压，具体为：
利用粉尘爆炸仿真软件ANSYS-Fluent，模拟预设尺寸的约束空间内铝粉爆炸泄放，并通过所述仿真软件ANSYS-Fluent得到不同泄放系数下，各测试点的峰值超压。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束空间内设有泄爆面，具体为：
所述约束空间一面墙体开设有一个方形泄爆口，泄爆面位于墙体的几何中心位置，泄爆面可在约束空间内压力达到设定静开启压力时自动打开，泄爆面静开启压力为0.01MPa。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
将约束空间外部计算区域沿泄爆口方向扩展至约束空间长度的4倍，并将扩展后的计算区域边界条件设为压力排气口，以研究铝粉爆炸泄放对约束空间外部空间的影响。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述所有测试点均位于泄爆口中心线上。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
利用粉尘爆炸仿真软件ANSYS-Fluent，模拟的铝粉质量浓度为500g/m3。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定出约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，及，约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，具体为：
通过对泄放系数与约束空间内最大峰值超压数据进行非线性拟合，得到约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式；和/或，
通过对泄放系数与约束空间外最大峰值超压数据进行非线性拟合，得到约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式。
8.一种约束空间内铝粉爆炸超压预测系统，其特征在于，包括：
构建模块，用于构建铝粉爆炸峰值超压预测模型，具体为：根据预测和评估要求，构建预设尺寸的约束空间，所述约束空间内设有泄爆面；调整所述泄爆面的尺寸，计算不同泄爆面的面积下的泄放系数；确定所述约束空间内及所述约束空间外，峰值超压的测试点；测试不同泄放系数下，各测试点的峰值超压；对任一泄放系数，从该泄放系数对应的所有峰值超压中，找出约束空间内最大峰值超压，及，约束空间外最大峰值超压，然后遍历所有泄放系数；根据所述泄放系数及最大峰值超压的对应关系，确定出约束空间内最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式，及，约束空间外最大峰值超压关于泄放系数的函数表达式；
根据约束空间的尺寸：长A1、宽B1、高H1，计算泄爆面所在墙面面积Ap，Ap＝A1×H1或B1×H1；根据泄爆面的尺寸：宽B2、高H2，计算泄爆面的泄爆面积Av，Av＝B2×H2；根据泄爆面的泄爆面积Av和泄爆面所在墙面面积Ap，计算泄放系数Kv，Kv＝Av/Ap；
获取模块，用于获取预测对象的空间尺寸及泄爆面尺寸；
计算模块，用于根据所述空间尺寸及泄爆面尺寸，计算约束空间的泄放系数；
预测模块，用于将所述泄放系数，输入到所述铝粉爆炸峰值超压预测模型，得到约束空间内铝粉爆炸最大峰值超压预测值，及，约束空间外铝粉爆炸最大峰值超压预测值。
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