可燃粉尘爆炸 爆炸压力测试

    1 可燃粉尘爆炸的条件

    粉尘爆炸的条件归结起来有以下5 个方面的因素:

   其一,要有一定的粉尘浓度。粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同,气体爆炸采用体积百分数表示,而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量来表示,单位是g/m3或mg/L,如浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播。

    其二,要有一定的氧含量。( 含能粉尘除外) 一定的氧含量是粉尘得以燃烧的基础。

    其三,要有足够的点火源。粉尘爆炸所需的*小点火能量比气体爆炸大1～2 个数量级,大多数粉尘云*小点火能量在5 mJ～50 mJ 量级范围。

    其四,粉尘必须处于悬浮状态,即粉尘云状态。这样可以增加气固接触面积,加快反应速度。

    其五,粉尘云要处在相对封闭的空间,压力和温度才能急剧升高,继而发生爆炸。

    2 可燃粉尘爆炸机理研究

    (1) 供给粒子表面以热能,使其温度上升;

    (2) 粒子表面的分子由于热分解或干馏作用,变为气体分布在粒子周围;

    (3) 气体与空气混合生成爆炸性混合气体,进而发火产生火焰;

    (4) 火焰产生热能,加速粉尘分解,循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合,发火传播.

   粉尘爆炸时的氧化反应主要是在气相内进行的,实质上是气体爆炸,并且氧化放热速率要受到质量传递的制约,即颗粒表面氧化物气体要向外界扩散,外界氧也要向颗粒表面扩散,这个速度比颗粒表面氧化速度小得多,就形成控制环节。实际氧化反应放热消耗颗粒的速率,*大等于传质速率。

    3 可燃粉尘爆炸参数研究

   几乎所有悬浮在空气中的金属或有机物的粉尘都能维持火焰的传播。炽热燃烧产物的比容增加,会导致约束体系增压,继而引起爆炸。爆炸的猛烈度取决于测得的*大压力和压力上升速率。粉尘爆炸参数的实验测定都是在一定的条件下进行的,往往与仪器设备、试验条件、判据及定义密切相关。粉尘爆炸参数,如点火温度、爆炸极限、*小点火能、爆炸压力和压力上升速度等都不是物质的基本性质,均与外界条件有关。文献中的爆炸参数对工业实际只具有指导作用。

    (1) 点火温度。云状与层状粉尘的点火温度有很大不同,一般都是在Godbert-Greenwald炉中测定的,通常认为粉尘云的发火温度为粉尘层的两倍左右。但随着层厚的不同,温度差值也很大,作为资料的数据,通常以5 mm厚度为标准。碳化升华的物质,则应采用云状的发火温度。人们已经发现,煤粉的层流火焰燃烧速度为5～35,*大的火焰燃烧速度出现在以挥发含量为基础的化学计算浓度附近。