三聚氰胺聚磷酸盐抑制聚丙烯粉尘爆炸研究

利用20 L球形爆炸装置,试验研究了聚丙烯(PP)粉尘爆炸特性及三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)对聚丙烯粉尘爆炸的抑制效果.结果表明,质量浓度为300 g/m3的聚丙烯粉尘爆炸强度最大,最大爆炸压力为0.746 MPa、最大爆炸压力上升速率为60.508 MPa/s、爆炸指数最大为16.398 MPa·m/s.随着MPP粉末...     

铝粉爆炸特性研究及抑爆剂的开发

利用20 L球对粉尘云浓度为40、60、125、250 g/m3的铝粉展开爆炸特性实验研究,测试爆炸压力随时间的变化规律、最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率。实验发现,在实验条件下,当粉尘云质量浓度为250 g/m3时爆炸压力最大,为0.557MPa;当粉尘云质量浓度为125 g/m3时最大爆炸压力上升速率最大,为22.5 MPa/s。在相同浓度下,磷酸二氢铵的抑爆效果优于碳酸钙,碳酸钙的抑爆效果优于碳酸氢铵,并且对于铝粉的抑爆效果随着抑爆剂体积分数的增加而逐渐增强,当磷酸二氢铵的体积分数超过30%便可以提供一个非常高效的抑爆效果。     

微米级玉米粉尘爆炸压力特性及抑爆实验研究

为研究微米级玉米粉尘爆炸压力特性及抑爆特性,采用20 L球形爆炸设备,测试分析不同质量浓度、粒径大小条件下玉米粉尘爆炸最大压力及其上升速率,探讨CaCO3、SiO2、NH4H2PO4三种惰性粉尘对玉米粉尘爆炸抑制作用。研究发现:随玉米粉尘质量浓度c在300～500 g/m3内增大,Pmax和(d P/dt)max均先增大后减小。c为400 g/m3时,Pmax和(d P/dt)max分别增大到局部极大值0.58 MPa和42.76 MPa/s。在玉米粉尘质量浓度不变前提下,48～58μm玉米粉尘爆炸强度最大,对应Pmax和(d P/dt)max分别为0.65 MPa、45.90 MPa/s,说明粒径过大或过小都会降低爆炸强度。CaCO3、SiO2、NH4H2PO4惰性粉尘对玉米粉尘爆炸都有显著抑制作用,NH4H2PO4抑爆效果相对更好,当NH4H2PO4质量分数达70%时,玉米粉尘完全失去爆炸性。加入的NH4H2PO4粉尘粒径在0～75μm内越小,对微米级玉米粉尘爆炸抑制效果越强,这是由于NH4H2PO4粉尘起到稀释氧气、温度及阻断爆炸链式反应的作用。     

锰粉尘云最小点火能及其抑爆研究

使用1.2L哈特曼管实验装置研究分散压力、质量浓度及惰性粉体对锰粉尘云最小点火能的影响,并分析其作用机理。环境温度为(11±3)℃、湿度为12%±2%,锰粉粒度为≤300目。结果表明:分散压力值为0.7 MPa时最有利于锰粉尘云的燃烧、爆炸;锰粉尘云最小点火能随质量浓度的增大先降低后升高,测得最敏感质量浓度为1g/L,对应的最小点火能为79.85mJ;随着惰性粉体Al2O3·3H2O或SiO2质量浓度的增加,锰粉尘云最小点火能增大;通过对比发现Al2O3·3H2O对锰粉尘云的抑爆效果优于SiO2;Al2O3·3H2O质量浓度为0.167g/L时最小点火能达到了737mJ。     

镁铝合金粉最低着火温度的实验测试

为评价镁铝合金粉着火危险性并保证安全生产,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置测试了粉尘浓度、分散压力及惰性介质碳酸钙对镁铝合金粉最低着火温度的影响。结果表明:镁铝合金粉最低着火温度随粉尘质量浓度的增加而降低,粉尘质量浓度为1 364g/m3时最低着火温度最小,为615℃;粉尘质量恒定为300mg、分散压力在0.02~0.05MPa变化时,最低着火温度不同。压力为0.03MPa时最有利于粉尘燃烧,最低着火温度值最小。镁铝合金粉最低着火温度随着碳酸钙质量分数的增加而逐渐升高,当碳酸钙质量分数大于52.4%时能显著抑制镁铝合金粉燃烧,粉尘最低着火温度明显升高。     

激波卷扬三通管内铝粉致二次爆炸及抑爆研究

设计粉尘爆炸综合测试平台,研究激波卷扬铝粉致二次爆炸的现象及其抑爆规律。结果显示,中位粒径为35μm的铝粉在质量浓度为500 g/m3时的最大爆炸压力等爆炸特性参数值高于其他浓度。基于工业管道集尘系统特点设计实验室水平三通管抑爆系统进行试验,结果表明:封闭三通管的分岔结构增强了主管道分岔口的爆炸压力和火焰传播速度,同时削弱了垂直分管道的爆炸压力和火焰传播速度;铝粉最大爆炸压力和火焰传播速度随加入抑爆剂浓度的增加而减小,磷酸二氢铵抑爆剂质量分数为10%时可以完全抑制铝粉爆炸。     

点火延迟时间对镁粉尘云爆炸特性影响研究

利用20 L 柱形爆炸容器,开展不同点火延迟时间及镁粉质量浓度条件下的镁粉尘云爆炸特性研究。结果表明：镁粉尘云质量浓度低于200 g/m3,随着点火延迟时间增加,pmax 及(dp/dt)max 逐渐减小;质量浓度大于200 g/m3,pmax 和(dp/dt)max 呈现先增大再减小的趋势;镁粉尘浓度较高时,点火延迟时间对于pmax 的影响远小于质量浓度较低时。镁粉质量浓度较低时,最佳点火延迟时间随质量浓度增大而增大;镁粉质量浓度大于450 g/m3 时,最佳点火延迟时间均为60 ms。相同镁粉质量浓度条件下,随着点火延迟时间增大,爆炸冲量曲线呈锯齿状趋势;相同点火延迟时间条件下,镁粉质量浓度越高,爆炸冲量越大。     

HMX粉尘云火焰传播规律研究

采用改进的可视化Hartmann装置,研究HMX粉尘云爆炸火焰传播规律,观察不同HMX粉尘云质量浓度及粒度对其粉尘云爆炸火焰传播速度及火焰传播高度的影响。结果表明：HMX粉尘质量浓度从74.1 g/m³变化为185.1 g/m³,火焰传播最大高度从29.97 cm增加为60.81 cm,最大速度从58.91 m/s增加为175 m/s;火焰波动幅度随质量浓度的增加而增大,同时,火焰波动出现的时间明显提前。HMX粉尘粒径从19.02 μm增大为53.56 μm时,火焰传播最大高度由55.45 cm降低为40.02 cm,最大火焰传播速度由181.93 m/s降低为121.28 m/s,火焰波动幅度显著降低,火焰波动出现的时间推迟。     

4A沸石抑制小麦淀粉爆炸试验研究

摘 要：为了研究4A沸石对小麦淀粉爆炸的抑制作用,基于小麦淀粉的最佳爆炸浓度,采用封闭的Siwek 20-L球开展了小麦淀粉/4A沸石混合粉尘爆炸试验,分析了混合粉尘的最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率随4A沸石质量增加的变化规律。结果表明：4A沸石能够降低小麦淀粉的爆炸猛度,抑制爆炸火焰传播;在10 g的小麦淀粉中,添加4A沸石能够连续地降低小麦淀粉的最大爆炸压力上升速率,质量分数为9.09%时,4A沸石能够大幅度地降低小麦淀粉的最大爆炸压力;添加9.09%及以上的4A沸石可使10 g的小麦淀粉不发生粉尘爆炸;4A沸石是一种物理化学混合型粉体抑爆剂,主要通过冷却、稀释、吸收自由基等作用减弱小麦淀粉的爆炸威力。     

微米级褐煤粉尘爆炸压力试验研究

摘 要：使用近球形煤尘爆炸装置,以微米级褐煤粉尘为研究对象,测试爆炸压力特性变化规律。研究表明：微米级褐煤粉尘爆炸最大压力为0.73 MPa,最大压力上升速率为65.78 MPa/s,该爆炸强度可对爆源附近人员造成极大危害。爆炸前后参与爆炸的挥发分质量分数达到26.25%,表明挥发分是参与褐煤粉尘爆炸的主体成分。随喷尘压力在1.4~2.6 MPa范围内增大,爆炸最大压力和最大压力上升速率均先增大后减小。喷尘压力为1.8~2.2 MPa时,爆炸最大压力相对较大,表明该条件下褐煤粉尘在点火头附近扩散得最充分。随点火延迟时间在70 ~130 ms范围内增大,爆炸最大压力和最大压力上升速率均先增大后减小,最佳点火延迟时间约为100 ms,说明该条件下褐煤粉尘颗粒达到最佳分散状态,爆炸强度最大。     

浓度对铝粉爆炸特性的影响研究

利用水平管道和垂直哈特曼管对粒径为6~7μm的铝粉在质量浓度100~800g/m3范围内的爆炸特性进行研究。研究结果表明:铝粉粒径一定时,随着铝粉浓度的增加,其最大爆炸压力、最大压力上升速率先增大后减小,即存在最佳爆炸浓度。水平管道内测得最佳爆炸质量浓度约为600g/m3,垂直哈特曼管中测得最佳爆炸质量浓度约为500g/m3。试验装置的尺寸与形状对铝粉爆炸特性有影响。     

工业用铁粉爆炸危险性试验研究

为研究金属加工过程中产生铁粉的爆炸危险性,采用G-G管式炉与20 L球形爆炸测试装置对常温常压下3种打磨铁粉进行测试,得到铁粉试样的可燃性分类等级及爆炸参数,并依据实验结果对试样粉尘的爆炸危险性进行分级。试验结果表明,三种铁粉试样的粉尘云最低着火温度分别是480、420、580℃,爆炸下限质量浓度分别在125~375、60~125、250~375g/m3,爆炸指数分别为9.23、8.96、5.84 MPa·m/s,其粉尘爆炸危险性等级均为St1级。     

克拉维酸钾微晶纤维素混粉爆炸参数测定研究

对引起克拉维酸钾微晶纤维素粉尘发生爆炸的相关条件进行了试验研究.取克拉维酸钾微晶纤维素1∶1混合粉尘,利用20 L球形粉尘爆炸测试装置.结果表明:①随着含湿量的增加,粉尘爆炸下限值也增加.②测试结果得出,粉尘最低着火温度为210 ℃;粉尘云的最低着火温度为370 ℃.③随着粉尘质量浓度的提高,最大爆炸压力也随着提高;纯克拉维酸钾粉尘的爆炸压力都要超过混合粉尘.④惰化试验结果表明,氧气体积分数低于14.6%时,粉尘不爆炸;为15.5%时爆炸特别猛烈.结论:可为药物粉尘爆炸事故防护措施提供参考.     

微米级聚甲基丙烯酸甲酯最小点火能

采用MIE-D 1.2最小点火能测试仪,测试5、10、15μm三种粒径的微米级聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉尘的最小点火能量。将超细与常规PMMA粉尘的试验结果进行对比,揭示其差异及原因。结果表明,三种粒径的粉尘最小点火能量分别为3、6、32 m J,对应粉尘最敏感浓度均为750 g/m~3,最佳点火延时分别为90、90、60 ms,最佳初始压力分别为0.8、0.8、0.9 MPa。粉尘浓度、点火延时以及初始压力小于临界值时,最小点火能量随参数值的增加而减小;当达到临界值后,最小点火能量随着参数值的增大而增大。     

粉尘爆炸中最大爆炸压力及最大压力上升速率研究

在研究粉尘爆炸机理的基础上,以维生素K3粉末和活性炭粉末为实验原料,研究粉尘爆炸时最大爆炸压力和最大压力上升速率的变化规律。在粉尘浓度较低的范围内,粉尘的最大爆炸压力和最大压力上升速率随着粉尘浓度的上升而急速上升,突破一定临界浓度后,在较宽的浓度范围内其最大爆炸压力和最大压力上升速率维持在较高值位。     

外界因素对面粉尘云最低着火温度的影响

为了评估面粉尘爆炸敏感性和有效地开展粉尘防爆,保证粮食行业的安全生产,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置,运用正交实验方法研究了喷粉压力、粉尘质量浓度、惰性介质Ca CO3粉尘与面粉混合的含量对面粉尘云最低着火温度(MITC)的影响规律。结果表明:惰性介质Ca CO3对面粉尘云最低着火温度影响最为显著,其次为粉尘质量浓度,喷粉压力最小。Ca CO3对面粉尘云的燃烧具有惰化作用,随着Ca CO3添加量的增加,粉尘云最低着火温度先缓慢升高后显著升高,Ca CO3质量分数为50%时呈现突变。     

活性炭粉体燃爆特性实验研究

为研究活性炭粉的燃爆危险性,以200目过筛粉体为研究对象,对活性炭粉体的燃爆参数以及热稳定性进行研究。利用固体自燃温度测试装置对活性炭的自燃温度进行测试。应用热质联用设备对活性炭粉加热过程中的质量和能量变化进行分析,并对受热产生的气体进行跟踪,推断气体组成。利用20 L球形爆炸装置对活性炭粉的最大爆炸压力以及最优爆炸浓度进行测定。实验结果显示:活性炭自燃温度为335.4℃,属于二级自燃物质;活性炭受热过程中可能会产生甲烷、一氧化碳等可燃性气体,增大其燃爆危险性;活性炭粉最大爆炸压力为0.56 MPa,最优爆炸质量浓度在500 g/m3附近。     

含湿煤粉爆炸行为的实验研究

利用20L爆炸球装置进行实验测试,研究了不同点火能量、粉尘云质量浓度及湿含量条件下含湿粉尘的燃烧爆炸行为。结果表明,点火能小于4kJ时,随点火能增大,粉尘爆炸猛烈度增大;湿含量对爆炸猛烈度有较显著的影响,含湿粉尘爆炸猛烈度随粉尘云质量浓度的增大表现出与干粉类似的先增后减规律,但其可爆浓度范围、最大爆炸压力及升压速率相应减小。从吸热和粉尘团聚作用两方面阐述了水分对粉尘爆炸的惰化机理。     

玉米淀粉粉尘爆炸的正交试验研究

为了探明粉尘浓度、点火能量和惰性介质添加量对玉米淀粉粉尘爆炸特性参数的影响,利用20L球形爆炸装置进行试验测试,运用正交试验方法进行研究分析。结果表明:点火能量对粉尘最大爆炸压力的影响作用最显著;粉尘浓度对于最大升压速率的影响作用最显著;随着粉尘浓度的增加,粉尘最大爆炸压力不断上升,而最大升压速率先增大后减小;随着点火能量的增加,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影响更显著;添加碳酸钙能够降低玉米淀粉的爆炸压力。     

二氧化硅气凝胶粉体表征与爆炸特性研究

利用SEM、XPS、XRD及FTIR表征二氧化硅气凝胶粉体,采用20 L球爆炸测试装置及1.2 L哈特曼管试验装置对其爆炸特性进行试验。结果表明：粉体为纳米级孔状三维结构,主要组成元素为Si和O,呈非晶形态,表面附有-CH3及-OH基团;爆炸下限为40～50 g/m3,最大爆炸压力为0.70 MPa,最大爆炸指数值为7.84 MPa·m/s,最小点火能为520 mJ,爆炸危险等级为St1。