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。     

粒径对中密度纤维板粉尘爆炸特性影响实验研究

为探究粒径对中密度纤维板粉尘爆炸及相关特性的影响,采用20 L爆炸球、粉尘云最低着火温度装置、锥形量热仪和哈特曼管装置,对不同粒径粉尘的爆炸下限、最大爆炸压力、最低着火温度、热释放速率和火焰传播规律进行研究。结果表明,随着粉尘粒径减小,爆炸下限和粉尘云最低着火温度降低,最大爆炸压力逐渐增大;粉尘燃烧过程分为升温、着火、过渡、加剧和熄灭5个阶段,并出现2个峰值,热释放速率变化时间和吸热时间随着粒径减小而增加,热释放速率峰值增大;火焰在管道内的传播随着粒径减小先增强后减弱,管道外“火球”形状更大,火焰消散后火星数量变少,火焰尾端更加细长。     

HDPE粉尘云最小点火能试验研究

为研究高密度聚乙烯(HDPE)粉尘云燃爆的敏感性参数,采用粉尘云最小点火能（MIE）试验装置对HDPE 粉尘进行试验研究。首先研究3 个单一因素(粉尘粒径、粉尘云质量浓度和喷粉压力)对MIE 的影响,然后对一定条件下不同质量浓度的HDPE 粉尘云在哈特曼管中燃烧的火焰传播行为进行分析,最后采用正交试验法分析了多因素对MIE 的影响程度。试验结果表明：随着HDPE 粉尘粒径从25 μm 增加到120 μm,MIE 逐渐增大;随着HDPE 粉尘云质量浓度的增加,MIE 先降低后缓慢上升;随着喷粉压力从50 kPa 增加到400 kPa,MIE 呈现先降低后升高的趋势;粉尘云的质量浓度越大,其在哈特曼管中燃爆的剧烈程度越强,同时燃爆的延续时间也越长;粉尘粒径对MIE 的影响最为显著。     

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。     

基于图像处理的阻火器失效时火焰传播特性研究

为了研究阻火器阻火失效时未保护侧管道的火焰传播特性规律,在安装有透明石英管道以及阻火器的管道内,用IIB3（爆炸组别）类乙烯（C2H4）和空气混合物进行了多次爆燃性能研究。将高速相机拍摄的图像利用二值化、降噪滤波及边缘检测等方法处理,得到了准确的火焰锋面轮廓,进而根据最大相似系数法求解得到火焰传播速度与在管道中位置的关系。研究表明：第一段火焰传播过程中,火焰呈“指尖状”传播,火焰速度呈线性增长,压力曲线存在双波峰;第二段火焰逆向传播时,火焰锋面不规则,火焰速度与压力总体上均呈现下降趋势;第三段火焰传播过程中,火焰呈“拖尾”状传播,火焰速度振荡变化,幅度较大,压力稳定上升,升幅较小。     

浸煤油固体着火及燃烧特性实验研究

以棉布、纸板和碎纸屑为对象,考察了煤油添加量对3种材料的点燃时间、火焰传播速率及烧损速率的影响,分析了固体材料性质对浸油固体着火及燃烧特性的影响机理。结果表明:随煤油含量增加,棉布和纸板的引燃时间缩短,表面火焰传播速率加快,并在特定比例出现闪火燃烧现象;而碎纸屑的火焰传播速率则随煤油含量的增加呈先增大后减小的趋势。横向比较时,火焰传播速率为:浸煤油的碎纸屑>纸板>棉布。值得注意的是,浸煤油棉布和纸板燃烧时能够观察到样品表面火焰传播速率(煤油燃烧速率)和样品本身炭化速率。     

材料性质对浸汽油固体着火及燃烧特性影响

以报纸、纸板和碎纸屑等常见固体可燃物为对象,考察汽油添加量对其引燃时间、火焰传播速率、火灾痕迹及烧损速率的影响,分析固体材料性质对浸油固体着火及燃烧特性的影响机理。结果表明:随着汽油含量增加,报纸和纸壳的引燃时间缩短,表面火焰传播速率加快,超过一定值后有闪火出现,烧损速率增加,而碎纸屑的火焰传播速率则随汽油含量的增加呈先增大后减小的趋势。浸油纸壳燃烧时能够明显地区分出汽油燃烧和纸壳炭化两个速率。     

超细水雾抑制甲烷-煤尘复合爆炸的实验研究

为掌握瓦斯-煤尘复合爆炸机理,通过可视化爆炸装置进行了密闭空间的超细水雾抑制甲烷-煤尘复合爆炸实验,探究了不同浓度的超细水雾对爆炸超压、压力上升速率、火焰传播速度的影响;研究了超细水雾作用下的火焰传播特征和爆炸不同阶段的抑爆机理。测定了不同煤尘粒径、浓度下的临界抑爆浓度。结果表明：超细水雾使爆炸超压延迟上升;爆炸火焰经历了点火焰、局部强发展火焰、连续不光滑火焰以及稳定分层火焰4 个发展阶段,抑制局部强发展火焰的出现是抑制爆炸的关键;随着超细水雾浓度的增加,压力的二次加速上升现象逐渐消失,放热速率与火焰锋面的燃烧速率的相关性增强;水雾的临界抑爆浓度随煤尘浓度的增加先增后降,随煤尘粒径的增加而降低。     

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。     

柴油罐池火灾事故模拟与影响因素分析

为探究柴油罐池火灾事故后果危害区域的影响因素,采用ALOHA软件对柴油罐池火灾事故进行模拟,分析泄漏孔径、泄漏位置、温度、湿度和风速与事故后果之间的关系。分析结果表明:泄漏孔径增大和储存温度增高时,火灾危害范围、火焰高度和最大燃烧速度都会增大;随泄漏孔高度增加,火焰危害范围和最大燃烧速度会先下降后趋于平缓,而火焰高度变化不大;空气湿度增加时,火灾影响范围缓慢下降并趋于平缓;当风速增大时,影响区域先平缓再突升,到达高点后缓慢下降,存在一个最大危害风速范围;空气湿度和风速对火焰高度和最大燃烧速度没有影响。     

焊接火焰引燃可燃粉尘特性研究

通过统计分析多起粉尘爆炸事故,以明火这一常见点火源作为研究对象,研制了模拟焊接火焰为代表的明火点火源引燃粉尘实验装置,采用玉米淀粉、石松子粉和煤粉为实验材料,研究了明火引燃可燃性粉尘的特性。玉米淀粉和石松子粉在燃爆过程中最高温度分别是956、855 ℃;明火作用下,半开放空间中可燃粉尘能够被引燃的质量浓度明显高于采用20 L球装置测得的爆炸下限。明火不易引燃类似煤粉的对温度类点火源不敏感的粉尘,故判定粉尘可燃性时,明火点火源可作为初步筛选的手段,20 L球测试装置是判定粉尘可爆性的最终方法。     

砂子基底正庚烷流淌火特性及传热分析

摘 要：在砂子基底上进行了未点燃正庚烷的蔓延实验和点燃正庚烷的燃烧实验,研究砂子粒径对正庚烷蔓延和燃烧特性的影响。分析了蔓延距离、火焰前锋、燃烧速率,探究了传热过程对流淌火特性的影响。结果表明,由于砂子的吸附能力随着砂子粒径增大而减小,未点燃的正庚烷在蔓延阶段,其流淌蔓延距离和速度随着砂子粒径增大而增大,且小于无砂工况。随着砂子粒径的增大,正庚烷稳定燃烧阶段火焰前锋先增大后减小、稳定燃烧速率先减小后增大。传热分析表明,当砂子粒径从0.25 mm增大为4 mm时,热传导反馈的减小是引起燃烧速率减小的主要原因;而当砂子粒径进一步增大为8 mm时,热辐射反馈的增大导致了燃烧速率的增大。最后得出砂子的吸附能力是影响蔓延阶段的主要因素,热反馈是影响稳定燃烧阶段的主要影响因素,0.25 mm细砂更适用于流淌火的阻挡扑灭。     

稻壳粉尘着火敏感性试验研究

摘 要：为探究稻壳粉着火敏感性,利用激光粒度分析仪和SEM对其粒度进行分析及形貌表征,利用Godbert-Greenwald炉、固体自燃点、粉尘层最低着火温度测试仪对自燃点温度、最低着火温度进行试验研究。结果表明：稻壳粉颗粒越大粒度分布越集中;粉尘云最低着火温度随粒度的减小呈降低趋势;标准试验模式下,粒度D50=52.9 μm的稻壳粉自燃点为225.1 ℃;粒度一定时,粉尘层最低着火温度随模具高度的增大而降低,当高度达到20 mm最低着火温度达到最低,且不再随模具高度的升高继续降低。本试验结果可为工业过程安全提供数据和理论支撑。     

Use of (dP/dt)max from closed-bomb tests for predicting violence of accidental dust explosions in industrial plants

The rate of combustion of a given dust cloud depends not only on the chemical composition and particle size distribution of the dust, but also to a marked extent on the dust concentration, the extent to which particle agglomerates are broken up, and not least on the cloud turbulence. The three latter factors are entirely dependent on the way in which the dust cloud is generated in the actual industrial plant, and therefore the combustion rate per unit volume of cloud may in practice vary considerably for a given dust, depending on the industrial situation.Existing test methods for assessing the combustion rate to be expected from a given dust do not account for this. On the contrary, they all seem to work with largely arbitrary cloud generation processes. The present paper proposes some possible lines of development that may be followed to make the test methods more realistic.     

滇中地区主要树种单一燃烧性能研究

摘 要：树种燃烧性研究是森林可燃物调控的基础,可以为多种可燃物调控措施的制定提供理论依据和数据支撑。利用锥形量热仪对滇中地区9个树种和草本植物紫茎泽兰的2～4,5～8,9～12 mm直径枯枝（枯茎）燃烧性进行测定,对单一性燃烧性能进行分析,结果如下：随枯枝直径的增加,各树种点燃时间、持续燃烧时间、热释放速率峰值时间和有效燃烧热峰值时间变长,热释放速率峰值和质量损失速率峰值随枯枝直径的增加逐渐降低;直径越小,热释放速率峰值和质量损失速率峰值（pMLR）越明显,随着枯枝直径的增加,热释放速率峰值和质量损失速率峰值逐渐不明显;有效燃烧热峰值和比消光面积峰值与枯枝直径相关性不大;各树种随枯枝直径的增加,质量损失速率峰值时间逐渐增长;比消光面积峰值时间除桉树随枯枝直径增加而降低外,其他树种逐渐增长;草本植物紫茎泽兰与9个树种比较,点燃时间（TTI）、持续燃烧时间、热释放速率峰值时间、有效燃烧热峰值时间、质量损失速率峰值时间和比消光面积峰值时间最小,容易燃烧,火灾危害性大,易引燃树冠火;圆柏和藏柏热释放速率峰值高,华山松和云南松点燃时间和热释放速率峰值时间小,这4个树种易燃性高,着火后易引发连续树冠火,火强度大,容易造成大的损失。在森林可燃物调控过程中,要及时清理林下枯枝,特别是直径较小的枯枝。     

地下综合管廊燃气泄漏爆炸后温度场及压力场影响研究

利用ANSYS Fluent软件建立内置障碍物综合管廊燃气仓模型,并使用均相湍流燃烧时均方程组、k-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃烧模型对管廊内甲烷空气预混气体爆炸过程进行模拟,探讨管廊内不同火源位置对内置障碍物综合管廊燃气仓内爆燃过程的影响。结果表明,在管廊竖向方向,当点火源高度相对于障碍物高度越高,受障碍物扰动越小,火焰传播进程越快。在水平方向,点火源与障碍物间距越小,管廊内压力上升越缓慢,管廊内火焰传播速度越慢。