石松子粉爆炸过程中火焰传播特性研究

为了研究石松子粉火焰传播特征,采用哈特曼管装置对石松子粉在燃烧管中进行试验,利用高速摄影和红外热成像技术记录石松子粉火焰传播过程,并对石松子粉火焰传播速度和火焰温度变化情况进行了分析。结果表明:点火能量为200mJ,粉尘浓度在125⁵00g/m500g/m³范围内,火焰在燃烧管中向上传播所达到的最大速度随着粉尘浓度的增加先增大后减小;在石松子粉浓度为250g/m3范围内,火焰在燃烧管中向上传播所达到的最大速度随着粉尘浓度的增加先增大后减小;在石松子粉浓度为250g/m³时达到最大速度11.08m/s;火球的面积随着时间变化呈现先增大后减小的趋势,在60ms时达到最大,同时达到最高温度1100℃;随着火焰的向上传播,火焰的最高温度区域也随之向上移动。     

石松子粉爆炸过程中火焰传播特性研究

为了研究石松子粉火焰传播特征,采用哈特曼管装置对石松子粉在燃烧管中进行试验,利用高速摄影和红外热成像技术记录石松子粉火焰传播过程,并对石松子粉火焰传播速度和火焰温度变化情况进行了分析。结果表明:点火能量为200mJ,粉尘浓度在125~500g/m~3范围内,火焰在燃烧管中向上传播所达到的最大速度随着粉尘浓度的增加先增大后减小;在石松子粉浓度为250g/m~3时达到最大速度11.08m/s;火球的面积随着时间变化呈现先增大后减小的趋势,在60ms时达到最大,同时达到最高温度1100℃;随着火焰的向上传播,火焰的最高温度区域也随之向上移动。     

石松子粉粉尘爆炸试验研究

该论文采用20 L球形爆炸测试装置对粒径在75μm以下的石松子粉的粉尘爆炸下限浓度、爆炸压力和爆炸指数随粉尘浓度的变化规律等进行了研究。研究结果表明:石松子粉粉尘爆炸下限浓度在20～40 g/m3之间,在粉尘浓度相对较低的60～500 g/m3时,粉尘的爆炸压力和爆炸指数随着粉尘浓度的提高而急速上升,在浓度为500 g/m3时达到最大,此时最大爆炸压力为0.69 MPa,爆炸指数为17.20 MPa.m/s;继续增加粉尘浓度,爆炸压力和爆炸指数略有下降,但仍维持在较高值;并判定石松子粉粉尘爆炸危险性分级为Ⅰ级。     

锆金属粉尘云最小点火能和最低着火 温度的试验研究

为研究锆金属粉尘云燃烧的基础特性参数,从而为其安全性能提供依据,采用哈特曼管试验系统和最低着火温度测定系统分别对锆金属粉尘云的最小点火能（MIE）和最低着火温度（MIT）开展试验研究。分别研究了锆金属粉尘云质量浓度、点火延迟时间和喷粉压力对MIE的影响,以及粉尘云质量浓度对MIT的影响。结果得出:中位径为33.49 μm的锆金属粉尘云的MIE在1~3 mJ之间;在50~500 g/m³质量浓度范围下,随着质量浓度增大,MIE先减小后增大,在质量浓度为400 g/m³时达到最小;点火延迟时间从10 ms增至180 ms,MIE先减小后增大,在60 ms时达到最小;喷粉压力从0.4 MPa增至1.0 MPa,MIE先减小后增大,在0.6~0.8 MPa间达到最小。该粒度锆金属粉尘云的MIT为210 ℃左右,在一定浓度范围下,MIT随粉尘浓度的增加而减小。     

钛粉的最小点火能

使用哈特曼管,对5种粒径的钛粉进行最小点火能(E_(min))实验;选取喷尘压力(p)、紊流指数(t_v)处于敏感值的数据拟合出钛粉点火能量(E_i)受质量浓度和粒径影响变化的函数,以及敏感质量浓度受粒径影响变化的函数。结果表明:中位粒径为18、25、38、48、74μm的钛粉对应的敏感质量浓度分别为700、750、800、800、850 g/m~3,最小点火能分别为33.2、38.1、41.3、44.3、67.4 m J;点火能量随质量浓度的增大以二次函数的形式先减后增,随粒径的增大以二次函数的形式增大;敏感质量浓度与钛粉粒径呈正相关;紊流指数敏感值与喷尘压力呈负相关;喷尘压力不变,粒径越大,紊流指数敏感值越大;紊流指数不变,钛粉粒径越大,喷尘压力敏感值越大。     

不同浓度下点火延长时间对煤粉点火能的影响

为评价煤粉爆炸的潜在危险性,掌握使其燃烧所需的最小点火能及其受浓度和点火延长时间的影响,采用垂直哈特曼管研究不同浓度下点火延长时间对煤粉最小点火能的影响。结果表明:对于粒径为54μm的煤粉,随着质量浓度的增加,煤粉最小点火能先减小后增大,最佳点火质量浓度为750 g/m~3;随着时间的延长,煤粉最小点火能先减小后增大继而趋于平缓,最佳点火延长时间为90 ms。     

镁铝合金粉最小点火能的实验研究

为了评价镁铝合金粉的燃烧爆炸特性,利用哈特曼管研究粉尘浓度、粒径和惰化剂碳酸钙粒度对镁铝合金粉最小点火能的影响,采用平均粒径分别为15、38、75、120μm的镁铝合金粉及平均粒径为5、21、38μm的碳酸钙粉进行实验研究。结果表明:对于同一粒径的镁铝合金粉,随着质量浓度从100 g/m3增大至1 800 g/m3,其最小点火能先减小后增大;随着镁铝合金粉粒径的增大,最小点火能也会随之增大;碳酸钙对镁铝合金粉的最小点火能有着较大的影响,碳酸钙粒度越小,惰化效果越明显。     

梧桐树粉尘爆炸特性研究

以梧桐树粉尘为例,研究了可作为工业粉状炸药添加剂的木粉粉尘的爆炸特性。运用哈特曼管测试了粉尘云的最小点火能,得出样品1#、样品2#和样品3#的最小点火能分别为70、90 m J和150 m J。将响应面法中的Box-Behnken试验设计应用于粉尘爆炸压力的测试,用20 L爆炸球进行试验,并从试验结果中拟合回归方程,由此判断出粉尘浓度对爆炸压力的影响最大,其次是点火能量,再次是粉尘粒径。对爆炸压力的试验条件进行优化,试验测得压力值为0.795 9 MPa,试验值与预测值之间的误差仅为1.28%,证明了该模型非常有效。     

丙烷-氧气预混气体的火焰传播及点火特性

采用有机玻璃管装置,研究了丙烷-氧气预混气体在管道中的火焰传播特性及最小点火能。研究表明:3种惰性气体(CO₂、N₂、Ar)均明显降低了预混气体火焰在管道中的加速进程;其中,CO₂抑制效果最为显著,其次是N₂和Ar。点火敏感电极间距为2 mm。最小点火能（E）随混合气体初始压力的增大而减小,初始压力为100 kPa时,0.16 mJ＜E ＜0.32 mJ;当压力降至30 kPa时,2.00 mJ＜E ＜3.00 mJ。     

玉米淀粉电火花点火数值模拟

在粉尘云电火花点火实验研究的基础上,结合粉尘云点火机理,建立完整的粉尘云点火模型。通过模型计算玉米淀粉的最小点火能,并模拟点火过程中颗粒温度随时间的变化过程,同时分析在无粉尘粒子情况下电火花温度的变化情况。通过模拟计算,得到玉米淀粉在敏感条件下的点火能为2.9 mJ,计算结果与实验数据基本一致,由此可以进一步理解粉尘云的点火过程及电火花放电过程。     

MIKE 3 versus HARTMANN apparatus: comparison of measured minimum ignition energy (MIE)

In this study, MIE values measured with two different explosion tubes, HARTMANN and MIKE 3, are compared. Generally, MIKE 3 apparatus provides MIE results, which are equal or lower to those measured with the HARTMANN apparatus; this is particularly true for the energy ranges between 1 and 10mJ and higher than 100mJ. Differences observed can modify samples classification according to their sensitivity to electrostatic ignition sources. Nevertheless, ignition of a dust cloud by an electrostatic discharge is complex, and implies a different mechanism from that occurring during MIE tests. Thus, it seems difficult to synchronise dust dispersion and spark triggering to obtain optimal concentration in the spark area. Moreover, spark characteristics such as duration or energy feeding rate of spark cannot reproduce exactly industrial-world ones. On this point, it is not possible to conclude if characteristics of MIKE 3 electric circuit, e.g., resistance and inductance, are more relevant than HARTMANN circuit ones.     

密闭空间煤粉爆炸特性的实验研究

为了探明煤粉在密闭空间中的爆炸特性参数,利用20 L球形爆炸装置进行实验测试,实验研究了不同点火能量对煤粉爆炸行为的影响,对比CaCO_3和Al(OH)_3两种惰性介质的抑爆效果及惰性介质的抑爆效力随点火能量的变化规律进行了重点探讨。结果表明:随着点火能量的增加,爆炸压力随着煤粉浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,在同一浓度下,粉尘最大爆炸压力和最大升压速率呈线性上升,在高浓度下,粉尘爆炸压力受点火能量的影响更显著;添加CaCO_3和Al(OH)_3能够降低煤粉的爆炸压力,相对于CaCO_3的物理抑爆而言,Al(OH)_3的物理-化学抑爆效果更佳;惰性介质抑爆效力随点火能量增加而下降,建议采用5~10 k J点火能量考察惰性介质对煤粉爆炸的抑制效力。     

空气中氮气或氩气浓度对锆粉尘层着火温度的影响

为了探索抑制锆包壳剪切过程中锆粉着火的方法,采用粉尘层最低着火温度测定仪、红外热成像仪、真空手套箱等测定了不同粒径的锆粉尘层在空气和含不同浓度氮气、氩气的空气中的最低着火温度和火焰温度。结果得出:锆粉的中位粒径从2.4 μm升至71.7 μm,粉尘层最低着火温度从200 ℃升至390 ℃,表明粒径越小的锆粉着火敏感性越高;4种粒径的锆粉燃烧火焰最高温度都在1 776～1 913 ℃范围内,锆粉粒径较大时,燃烧的剧烈程度较低;氮气或氩气体积分数从60%～65%升至70% 85%时,锆粉尘层最低着火温度升至400 ℃,表明空气中高浓度的氮气或氩气对锆粉燃烧有抑制作用,且浓度越高,抑制作用越强,锆粉粒径越小,抑制效果越好。氩气的抑制效果强于氮气。     

电点火头和导爆管两种点火方式对延期时间的影响?

点火方式是影响毫秒延期雷管延期时间及精度的重要因素,文中以铅丹-硅系毫秒延期雷管为基础,采用2种延期药配方平行试验,控制延期体切长等差增加,对比电点火头和导爆管2种点火方式条件下雷管延期时间,并计算延期时间标准偏差。结果表明:平行试验结果一致性好,同种配方2种点火方式下,延期时间存在差异,开始时电点火头点火的延期时间高于导爆管点火,后面则是电点火头点火的延期时间低于导爆管点火;试验切长范围内,导爆管点火时的延期精度普遍高于电点火头点火,且更加稳定。     

玉米淀粉粉尘爆炸特性及火焰传播过程的试验研究?

为了全面地认识玉米淀粉粉尘爆炸的敏感性和爆炸破坏效应,分别采用粉尘云着火温度装置、20 L球粉尘爆炸装置和粉尘云火焰传播装置对玉米淀粉的粉尘云着火温度、爆炸下限质量浓度、爆炸压力、爆炸氧极限浓度以及粉尘云火焰传播过程进行了研究。结果表明:玉米淀粉粉尘云最低着火温度在380~390℃之间;粉尘云爆炸氧极限浓度(体积分数)在10%~11%之间;爆炸下限质量浓度和最大爆炸压力随着化学点火具质量的增加而呈现出不同的变化特征,随着化学点火具质量的增加,玉米淀粉的爆炸下限质量浓度逐渐降低,而玉米淀粉爆炸压力逐渐升高。在不同的粉尘质量浓度条件下,粉尘云火焰传播速度和火焰温度有一定的变化,在粉尘质量浓度为500 g/m3时,火焰传播速度和火焰温度均达到最大值,分别为13.81 m/s和1 107℃。