环氧粉末涂料爆炸危险性评估

采用20L球爆炸测试装置、哈特曼管式爆炸测试装置和Godbert-Greenwald炉等研究不同粒径环氧粉末涂料在不同质量浓度和喷粉压力下的爆炸敏感度和强度参数的变化规律。结果表明:粉尘云最小爆炸质量浓度为30～40 g/m~3,且随粒径增加呈现非单调变化;爆炸压力随质量浓度增大呈现先增大后减小的趋势,存在最佳爆炸浓度;粉末粒径对最大爆炸压力无显著影响,最大压力上升速率随粒径增大而明显减小;最小点火能、粉尘云最低着火温度随粒径增加而单调递增,粉尘云最低着火温度随喷粉压力增加而逐渐降低。     

初始湍流对粉尘爆炸影响的实验研究

采用大型实验装置对管道相连的粉尘操作设备中粉尘爆炸的火焰和压力传播过程及其影响因素进行实验研究。实验装置由两个通过管道连接的不同体积容器构成,爆炸从一个容器中通过管道传播到另一个容器中。在不同的初始湍流度条件下进行粉尘爆炸实验,测试不同位置的火焰和压力信号。结果表明:随着初始湍流度的增大,爆炸的猛烈程度增强,火焰和冲击波的传播速度加快,初始湍流作为影响粉尘爆炸发展过程的重要因素之一,在进行粉尘爆炸的安全防护和设计时必须考虑其作用。     

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。     

基于以太网与OPC技术的多功能粉尘爆炸测试系统

为了确定粉尘爆炸的危险程度以及采取相应有效的防护措施,开发了多功能粉尘爆炸特性参数测试系统。系统包括20L球形爆炸测试装置、最小点燃能量(MIE)测试装置、粉尘层最低着火温度(MIT-L)测试装置和粉尘云最低着火温度(MIE-C)测试装置,可测试粉尘最大爆炸压力(Pmax)、爆炸指数(Kst)、爆炸下限(LEL)、极限氧浓度(LOC)、MIE、MIT-L和MIT-C。系统采用分布式测控技术,各个测试装置有独立的可编程控制器,并与测控计算机通过以太网互联,采用OPC技术进行通讯。通过计算机可监控各测试装置的运行状态,并统一管理测试数据。     

纤维板砂光粉尘的燃爆特性

以某纤维板生产线的速生杨、马尾松、南方硬杂木的混合砂光粉尘作为研究对象,在分析粉尘粒径及其分布、可挥发分及形貌特征的基础上,采用20 L爆炸球对砂光粉尘进行燃爆实验,探索砂光粉尘的浓度对粉尘燃爆特征的影响,并对爆炸前、后粉尘的热稳定性和特征官能团进行探讨。结果表明,当砂光粉尘质量浓度增加到1 000 g/m3,最大爆炸压力达到最大值0.761 MPa;此后,粉尘浓度的增加反而使砂光粉的最大爆炸压力减小;当粉尘质量浓度增加到1 250 g/m3时,爆炸指数达到最大值17.62 MPa·m/s,且爆炸危险分级为St1(弱爆炸)。实验还采用最小点火能测试系统、热板炉和GodbertGreenwald炉研究了砂光粉尘的燃烧特性,结果表明,粉尘最小点火能为30~100 m J,粉尘层最低着火温度为300℃,粉尘云最低着火温度为420℃。     

典型爆炸粉尘的危险性预测

本文在国际通用的Siwek 20-L球形爆炸装置内系统研究工业生产中典型爆炸粉尘的危险性,包括粉尘爆炸下限,粉尘层最低着火温度,最大爆炸压力和爆炸指数。结果表明随着粉尘浓度的增加,其爆炸威力呈先增后减的趋势。对粉尘的惰化实验研究表明,惰性介质的添加能有效降低粉尘爆炸威力,混合体系在高添加量下甚至失去可爆性。     

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。     

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。     

密闭空间镁粉爆炸压力特性研究

为研究镁粉粉尘爆炸最大压力与最大压力上升速率特性参数变化规律,使用标准20 L球形爆炸装置进行爆炸试验分析。通过对试验数据进行理论分析,探讨了点火延迟时间td、粉尘浓度c和粉尘粒径d等因素对镁粉爆炸压力特性的变化规律及产生原因。最后通过对金属镁粉爆炸试验数据进行回归分析,得到合适的回归模型。回归模型的R2值均在0.9以上,该回归模型的预测具有一定的合理性和准确性,为镁粉抑爆研究提供理论基础。     

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℃。     

水中爆炸实验装置结构设计与冲击波防护措施研究

建设相对条件固定的水中爆炸实验装置,为开展水中工程结构和装备进行抗爆性能实验研究提供了重要保证。本文设计和建设了具有多种功能的水中爆炸大型实验装置,该装置由爆炸水池、轻钢滑动提升装置、储气加压装置、筛网架、水中爆炸压力测试系统与测试室等组成。根据一维弹性平面波理论,对该装置爆炸水池结构设计的主要问题和抗爆隔震性能进行了分析,研究了纵波入射时水池结构内部不同介质应力波传播情况和破坏模式。并运用气泡帷幕防护技术,对降低水中爆炸冲击波防护措施可行性进行了初步试验研究和探讨,验证了该水中爆炸实验装置结构设计的合理性和降低水中冲击波防护措施的有效性。     

雷管爆炸威力自动化动态测试系统研究

为自动、动态、可靠、定量地测试雷管爆炸威力,该文提出一种新测试方法,并建立了一个由测试装置、计算机、自动测试软件组成的测试系统.该系统利用雷管爆炸输出威力冲击测试装置上的旋转机构,通过测速装置对旋转机构的角速度进行实时监测,再通过自动测试软件处理实验数据,最终以冲量、冲击波峰值、冲击波作用时间等物理参数定量表征雷管输出威力,以角速度-时间曲线、冲量-时间曲线、压力-时间曲线等来描述雷管威力时间特性.实验结果表明:这种测试方法能够灵敏准确地反映雷管威力对应于装药量及装药结构的变化,系统具有良好的稳定性.     

基于虚拟仪器的瞬态爆炸参数测试系统

瞬态爆炸参数测试系统是研究粉尘、气体爆炸机理的主要测试系统,其中传感器的可靠性、测试系统的灵活性是爆炸参数系统研究的热点和难点.本文开发了基于虚拟仪器的爆炸参数测试系统,并自制了K型热电偶作为温度测试传感器,压力测试采用Kistler 211M0160型传感器.构建了瞬态爆炸参数测试系统,同时编写了爆炸测试系统程序框图.使用5 L爆炸罐测试了甲烷气体爆炸参数,通过试验验证了构建的瞬态爆炸参数测试系统能够满足爆炸参数的测试要求,为研究粉尘、气体爆炸参数提供了仪器设备.     

外部空间与初始温度对氢气与空气混合气体爆炸过程的影响

为了研究容器形状和初始温度对氢气与空气预混气体爆炸过程的影响,分别采用20 L球形容器和20 L圆柱形容器对氢气与空气混合气体的爆炸过程进行了研究。首先,通过壁面压力传感器获取了两种容器内的最大爆炸压力,并采用高速摄影装置拍摄了球形容器内部爆炸火球的发展变化过程。其次,利用计算流体力学方法对氢气爆炸过程进行了数值模拟,获取了三维爆炸压力场、火焰温度场等爆炸参数,对比分析了容器内不同位置处的压力曲线,并探讨了初始温度对氢气爆炸压力的影响。实验结果表明:在常温下,最大爆炸压力出现在氢气体积分数为30.0%的条件下,略高于理论当量浓度。数值模拟结果表明:两种容器内,火焰传播初期均呈球面往外发展;容器内上壁面的压力均低于右壁面的压力;由于壁面不规则的反射作用,圆柱形容器第1个压力峰值后的压力振荡周期不同步;在体系初始压力不变的情况下,初始温度提高20%,容器内部总的物质的量减少,最大爆炸压力下降15%。     

基于量纲分析的爆炸冲击波效应靶模型分析与实验研究

针对传统的冲击波压力电测法易受爆炸场寄生效应干扰问题,提出基于效应靶塑性变形的爆炸冲击波压力评定方法。由于效应靶理论模型复杂、参数较多,利用量纲分析方法简化模型获得爆炸冲击波压力作用的效应靶最大挠度与炸药TNT当量、炸高及炸距之关系,并建立冲击波压力作用的效应靶最大挠度计算模型;设计100 kg、60 kg、20 kg 三种标准TNT爆炸的立靶、平靶实验,用回归分析法获得二者经验模型系数。结果表明,立靶与平靶两种结构效应靶最大挠度实验结果与经验模型计算结果误差分别优于3.59%及3.33%。该研究可指导战斗部冲击波压力评估,进而减少爆炸实验量。     

流量仪表耐压安全与压力测试全自动检测装置的研制

介绍对一体化的流量计实施压力测量的方法,研制流量仪表耐压安全与压力测试全自动检测装置.采用液压站提供夹表动力源进行仪表夹装.压力源供给采用高压氮气(15MPa),根据给定的压力试验条件进行自动压力设定、自动反馈调节.操作采用远距离控制调节试验压力值、保压时间和泄露点压力等.该装置将气体流量计的耐压测试、密封性测试和仪表...     

爆炸冲击波参数薄膜测试法研究

为可靠获取爆炸冲击波超压参数,设计一种铝箔薄膜结构进行实验。通过控制材料状态、结构频率特性等参数,使其满足一定毁伤准则,建立力学模型对其进行分析。利用激波管装置对薄膜变形进行标定,并将激波反射载荷转换为入射压,采用最小二乘法进行线性拟合,得到薄膜最大变形挠度与激波入射压峰值之间关系。结果表明,可通过铝箔薄膜最大变形挠度反映爆炸场中0.05~0.35 MPa范围内的入射冲击波超压,为冲击波测试工程应用提供新的途径。     

粉尘浓度测量仪校准装置的研制

利用粉尘气溶胶发生器、混匀箱和滤膜称重等结合在一起,研制了一套粉尘浓度测量仪校准装置。介绍了该装置的原理、研制方案,给出了装置的主要技术参数及主要参数的测试方法和测试结果,测量结果表明该装置具有较好的稳定性和均匀性,可满足粉尘浓度测量仪校准需要,目前该装置已用于粉尘浓度测量仪的校准工作。     

聚酰胺纤维粉尘的爆炸特性

为研究汽车安全气囊生产过程中产生的聚酰胺纤维粉尘爆炸的危险性,测定聚酰胺纤维粉尘的相关爆炸参数,对粉尘爆炸危险性进行分级。结果表明:聚酰胺纤维粉尘的最小点火能(MIE)为15.8 MJ;粉尘层最低着火温度(MITL)为307℃,粉尘云最低着火温度(MITC)为300℃;在点火头能量为10 k J情况下,样品粉尘爆炸压力最大为0.8 MPa,爆炸指数最大为16.59 MPa·m/s,粉尘爆炸烈度为St1级;聚酰胺纤维粉反应热解特性过程中挥发分初始析出温度(Ts)为228℃,DTG微商峰值温度为429.1℃,最大失质量为每分钟6.99%。     

波纹翅片管换热器表面粉尘沉积特性的实验研究

空调器室外换热器大多采用波纹翅片管,因使用过程中表面积灰而导致性能下降。本文通过搭建积灰可视化实验台来观测粉尘的分布特征并测定沉积量,研究波纹翅片管换热器表面的粉尘沉积特性。其中测试样件的翅片间距范围为1.6~3.2mm,喷粉浓度范围为80~280 kg/m~3,风速范围为1~3 m/s,喷粉时间为15~90 s。研究表明,粉尘主要沉积在换热器迎风面的翅片前缘处以及换热管的迎风面上;翅片间距小时易于粉尘沉积,翅片间距为1.6 mm样件上的单位面积粉尘沉积量较3.2 mm样件最多增加了52%;提高喷粉浓度会增加粉尘沉积,喷粉浓度为280 kg/m~3下的单位面积粉尘沉积量较80 kg/m~3最多增加了88.2%;高风速能够抑制粉尘沉积,风速为3 m/s下的单位面积粉尘沉积量较1 m/s最多下降了6.3%。