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℃。     

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。     

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℃。     

木粉最低着火温度的实验研究

为评价木粉着火爆炸危险性,保证安全生产,采用GodbertGreenwald恒温炉研究粉尘浓度、粒径及分散压力对木粉尘云最低着火温度的影响。结果表明:木粉着火敏感质量浓度为424 g/m3,此浓度下最低着火温度为402℃;粉尘粒径从38μm变化到45μm时,木粉最低着火温度由474℃升高到541℃;粉尘质量恒定为100 mg,分散压力由20 kPa升高到50 kPa,木粉最低着火温度由402℃变化为440℃。     

粉尘云最低着火温度的粒径尺度效应

利用粉尘云最低着火温度测试仪研究不同粒径尺寸条件下石松子粉和面粉2种典型可燃性粉尘的粉尘云最低着火温度。结果表明:2种粉尘的粉尘云最低着火温度随粉尘粒径增大逐渐升高;粒径尺寸较小的局部范围内存在拐点,分析认为该现象由较小尺寸粒径之间的静电吸附作用导致。     

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。     

惰性介质对煤粉最低着火温度的影响

为了评价惰性介质对煤粉着火爆炸危险性的影响,保证安全生产,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置研究分散压力,惰性介质NH4H2PO4、KH2PO4、Ca(H2PO4)2、CaCO3粉体的含量及NH4H2PO4、CaCO3粉体的粒径对煤粉尘云最低着火温度的影响。结果表明:高分散压力对煤粉尘云的影响更显著,最佳分散压力为0.03 MPa,此时煤粉尘云的最低着火温度最低,为594℃;随着惰性介质含量的增大,煤粉尘云的最低着火温度升高,并且存在突变浓度,NH4H2PO4、KH2PO4、Ca(H2PO4)2粉体的突变浓度(质量分数)为28.6%,CaCO3的为33.3%;惰性介质按对煤粉尘云最低着火温度的抑制效果由强到弱的顺序为NH4H2PO4、Ca(H2PO4)2、KH2PO4、CaCO3;煤粉尘云的最低着火温度随惰性介质粒径的减小而升高,CaCO3粉体粒径变化对抑制效果的影响大于NH4H2PO4的。     

浓度对微米级铝粉爆炸压力的影响

为了研究铝粉尘浓度对爆炸压力的影响,通过搭建大型水平圆管爆炸装置,分析了铝粉尘爆炸时爆炸压力随浓度的变化规律。实验结果表明：甲烷爆炸的冲击波和火焰能有效地引燃铝粉,使其发生二次爆炸,并大大增强爆炸的冲击力;铝粉粒径不变,浓度分别为200、300、400、500、600 g/m³ 时,爆炸峰值压力随着浓度的增大先上升后减小。工业生产中,一方面要防止多相可燃物并存,引发连锁反应;另一方面要及时清理降尘,防止粉尘发生积聚,形成高浓度粉尘云。     

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%。     

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。