中国油页岩粉尘爆炸特性实验研究

为掌握中国油页岩粉尘爆炸特性,利用标准测试装置对国内4个主要矿区的油页岩样品进行了粉尘着火敏感度及爆炸猛度实验研究,并和煤粉尘的爆炸特性进行了对比分析.结果表明,粉尘层最低着火温度为240~280℃,粉尘云最低着火温度为440~560℃,与烟煤热引燃敏感性近似;油页岩粉尘云最小点火能为0.2~16 J,分布范围较宽,其大小与样品挥发分含量负相关;粉尘爆炸下限为200~225 g/m3,高于烟煤;爆炸猛度在300~2 500 g/m3质量浓度范围内表现先增后减的趋势,最大值为烟煤的2/3.研究结果对了解中国油页岩粉尘爆炸危险性、选择工艺防爆方法具有参考价值.     

粉尘云最小点火能数学模型

以在实验基础上获得的电火花等效计算数据为能量输入,并按照粉尘云的点火机理建立了完整的粉尘云最小点火能数学模型.通过模型计算,研究了粉尘粒径、粉尘质量浓度、湍流度、火花能量密度及火花放电时间对最小点火能的影响.计算结果与实验测量结果基本一致.通过将模型计算与实验测量相结合将使粉尘云最小点火能的确定更准确、合理.     

粉尘云最小点火能测试方法的比较与分析

在1 2L哈特曼管、20L球、振动筛落管3种粉尘云最小点火能测试装置上对随时间和空间变化并对最小点火能测量有重要影响的湍流度、粉尘浓度和粉尘分散质量进行了定量测量和比较·在上述3种装置上借助最小点火能测试仪对粉尘云最小点火能进行了测量和比较,对影响最小点火能测量的因素进行了分析讨论·分析与测量表明:粉尘分散方法以及粉尘初始湍流度的大小对粉尘分散度影响很大;气流携带法(20L球)对粉尘的分散最好,堆积法(1 2L哈特曼管)次之,自由下降法(振动筛落管)最差·因此,振动筛落管不适宜作为最小点火能测试装置·     

粉尘云最小点火能测试技术综述

最小点火能(minimum ignition energy, MIE)是表征可燃粉尘爆炸危险性的核心参数,其测试准确性对粉尘爆炸控制至关重要。然而最小点火能测试方法多样,测试结果有诸多影响因素,不利于粉尘爆炸控制工作开展。为此,梳理了最小点火能测试过程中粉尘分散、静电火花发生、火花能量计算及最小点火能判定等阶段不同方法的原理和特点,分析了粉尘理化性质、粉尘分散状态、火花发生参数以及测试环境等因素对最小点火能测试结果的影响,归纳了近五年来该领域的研究热点,并对未来研究方向提出建议。     

氯化钠对蔗糖粉尘最小点火能的影响研究

为了研究氯化钠对蔗糖粉尘的抑爆作用,采用1.2 L Hartmann测试装置对氯化钠-蔗糖混合粉尘的最小点火能进行测试,研究了氯化钠浓度及粒径对蔗糖粉尘云最小点火能的影响。结果表明:添加了氯化钠后,蔗糖粉尘着火敏感度降低,最小点火能显著提升;氯化钠浓度越高,粒径越小,抑爆效果越好;粒径小于75μm的氯化钠质量分数达40%可使混合粉尘的最小点火能大于1 000 mJ,粒径大于75μm的氯化钠质量分数需达到70%才能使混合粉尘的最小点火能大于1 000 mJ;对不同浓度的蔗糖粉尘,燃烧被完全抑制时所需氯化钠的质量分数也不同,蔗糖粉尘浓度越高时,氯化钠对蔗糖粉尘燃烧的抑制效果越差,氯化钠在混合粉尘中所占比例需更高才能使燃烧被完全抑制;氯化钠粉末在蔗糖粉尘燃烧的过程中主要起到物理抑制作用,包括改变初始湍流、屏蔽热辐射、阻碍热传导及影响粉尘云的均匀程度。     

复合推进剂粉尘最小点火能的实验研究

为研究复合推进剂在高压水射流冲击作用下的点火机理,采用哈特曼管粉尘爆炸设备,测试了典型复合推进剂粉尘的最小点火能,分析了成分、温度、湿度对最小点火能的影响.实验结果表明,湿度增加,粉尘体系最小点火能升高;温度增加,粉尘体系最小点火能降低;二茂铁含量对粉尘体系的最小点火能影响最为明显.     

用脉冲激光法引爆并测定粉尘云最小点火能量

报道了用脉冲激光引爆并测定粉尘云最小点火能量的方法。分别测定了Ca-Si,Ti和Mg粉尘云的最小点火能量,Ca-Si≤70 mJ;Ti≤7 mJ;Mg≤30 mJ。它们均低于过去所发表的结果。此法的优点是:没有火花放电那样的冲击;点火建立之前粉尘云的浓度不会改变,点燃粉尘云时的能量损失很小;用于点火的激光能量可以精确的测定。     

除尘器内着火位置对木粉尘爆炸泄放效果影响的模拟分析

基于工程实际问题,使用FLACS对木粉尘爆炸泄放效果影响进行模拟分析,模拟设置7组不同的初始条件,研究不同粉尘云大小及位置、点火位置对木粉尘爆炸泄放效果影响。模拟结果表明,着火源位置越靠近除尘器中心轴底部,火焰传播到管道的速度越快;粉尘云分布在除尘器下半部比分布在上半部的粉尘爆炸危险性更强。     

火炸药粉尘云最小点火能的实验研究

为了了解HMX粉尘与FOX-7粉尘的燃爆特性,评价其潜在危险性,利用1.2 L哈特曼管式粉尘云爆炸装置,分别对粉尘浓度、粒度、环境湿度对两种物质最小点火能(E_(min))的影响进行了研究与分析。研究结果表明:2类HMX、5类HMX与FOX-7三种粉尘着火的最敏感浓度分别为916.66 g·m~(-3)、833.33 g·m-3与833.33 g·m-3;所对应的Emin分别为12.45 m J、15.75 m J、19.01 m J。粉尘浓度、环境湿度对两种物质的最小点火能均有显著影响;最小点火能随粒度的减小而降低。     

火炸药粉尘云最小点火能实验研究

为了了解HMX粉尘与FOX-7粉尘的燃爆特性,评价其潜在危险性,利用1.2 L哈特曼管式粉尘云爆炸装置,分别对粉尘浓度、粒度、环境湿度对两种物质最小点火能(E_(min))的影响进行了研究与分析。研究结果表明:2类HMX、5类HMX与FOX-7三种粉尘着火的最敏感浓度分别为916.66 g·m~(-3)、833.33 g·m-3与833.33 g·m-3;所对应的Emin分别为12.45 m J、15.75 m J、19.01 m J。粉尘浓度、环境湿度对两种物质的最小点火能均有显著影响;最小点火能随粒度的减小而降低。     

火炸药粉尘与工业粉尘爆炸特性试验对比研究

为了系统地认识火炸药粉尘和工业粉尘爆炸特性的区别,选用TNT和RDX两种火炸药粉尘以及玉米淀粉和煤粉两种工业粉尘作为研究对象,分别采用最小点火能量测试装置和20L球粉尘爆炸装置对上述四种粉尘的点火能量、爆炸压力、爆炸指数、爆炸下限浓度进行了系统研究。结果表明:四种粉尘的最小点火能量均随着浓度的增大呈现出先增大后减小的现象,与玉米淀粉和煤粉这两种工业粉尘相比,TNT和RDX这两种火炸药粉尘的最小点火能量更小,对电火花刺激更敏感,更容易点火;TNT和RDX爆炸压力和爆炸指数均随着粉尘浓度的增大而不断增大,而玉米淀粉和煤粉的爆炸压力和爆炸指数随着粉尘浓度的增大先增大后减小,TNT和RDX这两种炸药粉尘的爆炸压力和爆炸指数更高,爆炸破坏程度也更大;这四种粉尘的爆炸下限浓度为RDX玉米淀粉煤粉TNT,未表现出相应的变化规律。     

20L球形装置上粉尘湍流速度的测量

20L球形装置是用于测试粉尘爆炸特性参数的标准装置之一·粉尘湍流速度对粉尘爆炸猛烈程度和粉尘爆炸特性参数的测试有很大影响·对20L球形装置中的粉尘粒子速度采用激光多普勒测速仪进行了测量研究,并对测量数据进行了分析讨论,通过计算得到了20L球形装置中不同位置粉尘的RMS湍流速度随时间的变化曲线·RMS湍流速度的获得,为最小点火能在不同装置上的测试比较提供了数据,为粉尘爆炸数学模型的检验提供了依据,它还有助于将20L球形装置上测量的数据更好地应用于工业实际·     

粮食粉尘爆炸过程的研究

研究了5种市售粮食的粉尘爆炸,并利用录相对它们的点火过程进行了初步定量分析,得到点火持续时间和点火初期火焰扩展速度;观察到过100目筛的粮食细粉尘悬浮在空中时,在合适的条件下,遇火柴头大小的能源,极易引起快速燃烧,导致粉尘爆炸。     

彩跑粉基料的爆炸特性实验研究

为研究彩跑粉基料的爆炸特性,实验采用20 L近球形的爆炸系统,从粉尘云浓度、点火延迟时间和初始点火能量3个方面对其进行了实验研究。结果表明:随着初始点火能的增大,彩跑粉基料的最大爆炸压力也会随之增大,初始点火能量的增加会导致彩跑粉基料爆炸威力显著增强;随着点火延迟时间的增加,彩跑粉基料的最大爆炸压力会先增大后减小,存在最佳点火延迟时间,可使彩跑粉基料最大爆炸压力达到峰值,70 g·m~(-3)彩跑粉基料的最佳点火延时是60ms,对应的最大爆炸压力为0. 128 MPa;随粉尘云浓度的增大,彩跑粉基料的最大爆炸压力先增加后减小,彩跑粉基料的爆炸下限浓度为55 g·m~(-3),存在某一浓度,使彩跑粉基料的最大爆炸压力达到峰值,在190 g·m~(-3)浓度时,彩跑粉基料爆炸威力最猛烈,最大爆炸压力达0. 368 MPa.     

哈特曼装置上粉尘浓度的测量

粉尘浓度和湍流速度对粉尘爆炸猛烈程度和粉尘云最小着火能的测试有很大影响.针对1.2 L哈特曼装置上的粉尘浓度进行了测量研究,并对测量数据进行了分析讨论,得到了1.2 L哈特曼管上不同位置高度的粉尘浓度随时间的变化曲线.粉尘浓度随哈特曼管高度位置分布很不均匀.对于哈特曼管电极位置高度,当点火延迟时间170 ms、计算浓度为500 g/m3时,其粉尘测量浓度近似等于计算浓度;当计算浓度低于500 g/m3时,其测量浓度高于计算浓度.当计算浓度大于500 g/m3时,测量浓度低于计算浓度.哈特曼管上粉尘浓度随高度分布的获得,为最小着火能在不同装置上的测试比较提供了数据,为粉尘爆炸数学模型的检验提供了...     

聚乙烯粉体粒径对静电放电点火的影响

运用标准粉尘爆炸测试装置Hartmann管分别测试了聚乙烯粗料与经过筛分的聚乙烯粉尘的最小点火能量,通过将不同形式的静电放电能量与最小点火能量的测试结果进行比较,分析了聚乙烯粉体粒径对静电点火的影响.研究结果表明,聚乙烯粉体的最小点火能量和最大粒径近似成指数关系.对未经过筛分的原始粉尘,各种形式的静电均无法将其点燃;对粒径小于0.5 mm的聚乙烯粉体,可以排除电晕放电、刷形放电和堆表面放电作为点火源的可能性,火花放电和传播型刷形放电是可能的点火源,有效预防火花放电和传播型刷形放电便能阻止聚乙烯闪爆的发生.     

电火花作用下粉尘云着火的延迟时间

为确定粉尘云在电火花作用下的着火敏感性,以钛粉为研究介质,通过以电火花能量释放速率为源项的气-粒两相能量守恒方程建立模型,获得了电火花作用下放电火花能量、粉尘粒径、环境氧体积分数、环境温度及湍流程度对粉尘云着火延迟的影响规律.结果表明:粉尘粒径大小对着火延迟的影响最大,越小的颗粒其着火越迅速;环境温度比室温高50~100K时,粉尘着火延迟时间显著缩短;湍流会加速颗粒间换热速度,缩短着火延迟时间;点火能量与环境氧浓度对着火延迟的影响较小.通过模拟计算扩展了实验研究,也为相关粉尘爆炸预防工作提供理论依据.     

基于着火敏感性的镁粉防爆方法研究

对中国镁粉的主要生产工艺进行了概述,针对不同工艺生产的典型粒径镁粉,对D50为6,47,104,173μm的镁粉进行了最小点火能和最低着火温度的着火敏感性测试,对应4种粒径镁粉的最小点火能分别为:小于2,260,300 mJ,大于2000 J;粉尘云最低着火温度分别为480,520,620℃,大于700℃,而粉尘层最低着火温度都高于450℃.在此基础上从镁粉着火敏感性的角度对镁粉主要生产工艺的危险性和引燃源进行了分析.     

在三种最小点火能测试装置上对粉尘分散质量的测量

对1 2L哈特曼管、20L球形装置和振动筛落管上粉尘分散质量,采用特殊的取样装置与显微摄像相结合的方法进行了测量比较·结果表明:粉尘分散质量在20L球形装置上分散的最好,在哈特曼管上次之,在振动筛落管上粉尘分散的最差·在振动筛落管上很多粉尘粒子在降落过程中并没有真正分开,而是多个粉尘粒子结成一团·因此,振动筛落管不适宜作为粉尘爆炸特性参数最小点火能的测试装置·     

正烷烃液体云雾最小点火能实验研究

针对可燃液体云雾在化工安全生产过程中爆炸敏感性的问题,进行了正烷烃（正己烷/正庚烷/正辛烷/正癸烷）云雾最小点火能变化特征规律的实验研究.利用自行研发的瞬态云雾浓度粒径测量系统和20 L云雾爆炸参数测量系统分别得到汽、液两相云雾浓度粒径和点火实验测量结果.研究结果表明:正烷烃云雾最小点火能均大于其相应纯气相最小点火能;随着云雾粒径的增加,最小点火能呈指数性增长,在0~40 μm粒径范围内,最小点火能随粒径增加了2个数量级.