谷物粉尘爆炸及其预防

粉尘爆炸是指与空气混合的易燃粉尘,经着火燃烧而引起的一种具有巨大破坏力的化学反应。当悬浮于空气中的微细尘粒,达到一定浓度时,遇到一定能量的火种便急剧地氧化燃烧,在瞬间内释放出大量热能,并产生大量气体来不及扩散,使压力骤然增加而引起强烈的爆炸。     

矿井瓦斯爆炸感应期确定方法的实验研究

设计了小尺度瓦斯爆炸实验系统,以甲烷模拟矿井瓦斯,进行了瓦斯爆炸实验;讨论了瓦斯爆炸感应期的概念,以热爆炸理论和链式反应理论对爆炸感应期的描述为基础,结合实验得出瓦斯爆炸初期可见光传播规律,将感应期分为瓦斯燃烧感应期和瓦斯爆炸感应期;以瓦斯爆炸可见光前沿传播速度达到起始速度的e~m倍为判断瓦斯由燃烧状态过渡到爆炸状态的判据,得出确定瓦斯爆炸感应期的方法.结果表明:瓦斯燃烧感应期和爆炸感应期与瓦斯浓度近似呈线性关系,且在火源能量比较高的情况下表现出瓦斯浓度对瓦斯燃烧感应期和爆炸感应期影响不大.     

粉尘云最小点火能实验装置的设计与改进

在充分了解和掌握当前1.2L哈特曼管粉尘云最小点火能实验装置的结构和原理基础上,设计开发了可测定最小点火能和燃烧火焰温度等的多功能粉尘云燃烧爆炸特性参数测定实验装置。设计的多孔气体分流器可实现均匀稳定喷气。电火花触发电路能实现小能量和大能量两大类多个可选能级的电火花点火,并能保证较高的电火花点火能量精度。自制的移动拆卸式固定架和燃烧火焰温度采集软件,可对不同位置粉尘云燃烧火焰温度进行采集。     

矿井火区封闭进程中瓦斯爆炸危险性的数值模拟分析

为分析火区封闭过程瓦斯爆炸危险性,本文采用热平衡法对封闭过程中烟气影响条件下的甲烷爆炸危险性开展了研究,建立了CO2与CO影响下甲烷爆炸危险性变化数学模型和封闭过程中火区气体组分演化数学模型,并采用FLUENT软件对封闭过程中的主要气体体积分数变化进行了数值分析,在此基础上分析了封闭过程中甲烷爆炸的危险性,得出了甲烷爆炸危险区域位置分布规律和易爆炸时间节点.结果表明:封闭过程中由于受多组分烟气存在的影响,甲烷爆炸下限受CO体积分数的影响较大,而甲烷爆炸上限对CO2体积分数变化较为敏感;火区封闭过程中,火源燃烧状态由富氧燃烧变为富燃料燃烧后甲烷爆炸危险区域大范围增加,得出封闭过程中瓦斯爆炸危险区域主要分布在靠近火源位置和采空区回风侧,其中采空区火源位置的爆炸危险区域持续时间更长,爆炸危险度更大.     

碳酸钙对金属粉尘最小点火能的影响研究

为了预防和缓解金属粉尘爆炸,研究了碳酸钙对金属粉尘爆炸的惰化作用.在粉尘云最小点火能测试装置内,针对高爆铝粉和高爆镁铝合金粉,选用碳酸钙为惰化剂,研究了碳酸钙浓度(以10%为梯度递增)对最小点火能的影响.结果表明:碳酸钙对金属粉尘有惰化抑爆效果,添加碳酸钙会增大金属粉尘的最小点火能;而且碳酸钙浓度越高,混合粉尘的最小点火能越大,并且在一定范围内二者近似成线性关系;当碳酸钙达到一定浓度后,再高的点火能量也不会使金属粉尘发生爆炸.     

西德面粉厂的防火措施

目前,世界上由于粉尘爆炸引起火灾造成的损失显著增长。近几年,西德的面粉厂由于粉尘爆炸引起的火灾就达70起。因此,面粉厂的安全防火措施具有重要的意义。 西德梅塞尔·格里斯海姆公司专门研究了用氨气来消除面粉厂房式仓火灾的适用性。在下莱茵的一个面粉厂里进行灭火时,将氮气经卸料孔沿灭火水龙带送入房式仓内,结果,火源处的氧气含量大约降低7％,在短时间内就能将火扑灭。由于用氮气处理了仓库,降低了氧气的含量,因而显著减少了仓房内粉尘爆炸的危险。     

煤粉—惰性介质混合体系爆炸特性实验研究

为深入认识煤粉—惰性介质混合体系爆炸行为,在Siwek 20 L球形爆炸测试系统内研究了煤粉—惰性介质混合体系的爆炸威力(最大爆炸压力、最大升压速率、燃烧持续时间)、敏感度(爆炸上、下限)和惰性介质的抑爆效力,并重点考察了点火能量、煤粉热值、惰性介质组分、煤粉浓度、煤/惰性介质混合比等因素的影响。结果表明,添加惰性介质能显著降低煤粉爆炸威力,其抑爆效力随点火能量增加而下降,并由此建议采用5～10 kJ点火能量考察惰化效应;煤粉热值增加可显著提高混合体系的爆炸威力;就惰化效应而言,湿分的抑爆效力优于磷酸二氢铵和碳酸钙,而磷酸二氢铵的抑爆效力又优于碳酸钙,其中煤粉完全惰化所需惰化剂量与煤尘浓度密切相关,在200～400 g/m3处有最大值,为"最危险浓度";增加惰性介质添加量可降低爆炸上限,提高爆炸下限,有效压缩煤粉尘可爆浓度范围。研究结果对深入理解粉尘爆炸规律、优化惰化标准,完善测试方法有参考价值。     

推进剂粉尘点火测试系统设计

针对传统的粉尘爆炸测试装置结构复杂且能量损耗较高的问题,以哈特曼管为粉尘爆炸容器,采用＂高压击穿、低压续弧＂原理,增设了精确控制与测量装置,进行了推进剂粉尘点火系统的改进和设计.实验结果表明,改进后的测试系统能够有效的测量混合体系粉尘爆炸的最小点火能,测量精度达到mJ量级,提高了点火能量的利用率和精确度.     

镁粉尘燃烧转变为爆轰的研究

本文利用我们研制的多种激波管技术成功地研究了镁粉尘燃烧转变为爆轰(俗称 DDT)过程。研究表明,镁粉尘颗粒大小对镁粉 DDT 过程影响不大。对于强冲击引爆,镁粉尘爆轰压力和速度随着氧含量的增加而急剧增加,它们的相对增加量可达4倍之多;在弱冲击引爆时,镁粉尘仅产生燃烧,其爆炸压力和速度都比较弱;在反射波引爆时,能产生较强的镁粉尖爆轰。本文利用烟膜技术和传感器技术直接证明了镁粉尘爆轰的存在。     

TNT粉尘爆炸特性研究

本文就ＴＮＴ粉尘在二种粒度范围１６０～２００目、２００目以上和不同温度的情况，对其最小点火能量和爆炸下限进行了较全面的测试，并针对延迟时间、电极间隙、贮能电容、放电电阻、环境湿度、喷气压力和粉尘浓度等试验条件对粉尘爆炸特性的影响进行了讨论，而且对易挥发性炸药粉尘的爆炸机理做了初步证明。     

TNT粉尘爆炸物性研究

本文就ＴＮＴ粉尘在二种粒度范围１６０－２００目、２００目以上和不同温度的情况，对其最小点火能量和爆炸下限进行了较全面的测试，并针对延迟时间、电极间隙、贮能电容、放电电阻、环境湿度、喷气压力和粉尘浓度等试验条件对粉尘爆炸特性的影响进行了讨论，而且对易挥发性炸药粉尘的爆炸机理做了初步证明。     

纳米级别铝粉粉尘爆炸的实验研究

以3种不同粒径的纳米铝粉为研究对象,采用20L球形爆炸测试装置对纳米铝粉的爆炸特性进行了实验研究.通过对实验过程中纳米铝粉的爆炸过程和爆炸特性数据的分析,得出纳米铝粉的爆炸规律.纳米铝粉的最大爆炸压力和最大压力上升速率受粉尘浓度的影响.当粉尘浓度在0.50kg/m3以下时,爆炸压力随粉尘浓度的增加而有较明显的增大,并逐渐趋向最大值,并在一定范围内趋于稳定;当浓度超过1.25kg/m3以后,最大爆炸压力随粉尘浓度的增加而减小.最大压力上升速率随粉尘浓度的变化与最大爆炸压力随粉尘浓度变化的规律相似.     

管道条件下超细煤粉尘的爆炸特性研究

研究了4种不同粒径的超细煤粉尘在管道条件下的爆炸过程和爆炸特性.研究了超细煤粉尘爆炸前后工业成分及物理状态的变化;研究了煤粉尘的浓度和粒径对超细煤粉尘在管道条件下的最大爆炸压力及最大爆炸压力上升速率的影响规律.研究表明,随着煤粉尘粒径的减小,爆炸后产生的灰分减少,而最大爆炸压力越大,最大爆炸压力上升速率也越大.     

粉尘爆炸风险因子分析

基于人机工程原理,从人、机、环境、管理四类因素着手,分析涉及粉尘爆炸场所危害程度的影响因子,得出12个二级影响因子和44个三级影响因素,建立了粉尘爆炸场所风险的层次;提出了基于层次分析评价的粉尘爆炸风险因子评价模型,并对其权重进行分析,得出企业发生粉尘爆炸的风险的主次因素,着重分析了防爆措施和检测系统因素对评价模型中权重的影响,进一步验证采取正确的防爆措施和技术防范,可降低或减缓粉尘爆炸风险等级,减少粉尘爆炸事故。     

谷物粉尘爆炸研究概况

随着粮食、饲料、谷物食品工业的机械化程度的提高,谷物粉尘爆炸事故越来越多.各国研究者对谷物粉尘的特性、粉尘爆炸的机理、爆炸的条件和原因,以及防止粉尘爆炸的措施作了研究,本文概述了各国的研究状况和有待进一步研究的问题.     

多火源通道火灾流场特性的实验与数值研究

为研究多火源通道火灾热流场特性,搭建一个矩形通道火灾实验台,开展了单火源和多火源等情况下的相关实验,测量了通道顶棚下5 cm处烟气层温度.对烟气层与下层冷空气间的浮力差进行了研究,分析了多火源与单火源对浮力差的影响,研究发现多火源会加剧燃料汽化,致使火源燃烧加剧,浮力差增大.分别对单火源、两火源及三火源通道火灾进行了数值模拟,模拟结果表明,多火源通道火灾流场内火焰呈相互靠拢状态,此时分散的火源将会表现出大面积火灾的燃烧特征,加剧火灾破坏程度.     

基于FTA的木制品粉尘爆炸事故分析

木制品粉尘爆炸事故风险大,危害严重.对北京市涉及爆炸粉尘的种类及数量进行对比分析发现,涉及木制品粉尘爆炸的生产企业数量最多,安全隐患最为严重.笔者依据粉尘爆炸的5个基本条件,基于事故树分析法,借助FreeFTA软件编制木制品粉尘爆炸事故树,并对基本事件的结构重要度和关键重要度进行计算,依据治理的优先顺序,给出针对性的措施建议,为木制品企业的粉尘防爆安全管理提供参考,同时也为政府监管部门的安全检查提供依据.     

粮食粉尘的性质与粉尘爆炸关系的研究

通过实验得出了小麦、稻谷、玉米、大豆、大麦粉尘的物理性质、化学性质及爆炸特性参数,阐明了粉尘的性质与粉尘爆炸的密切相关,从而对粉尘爆炸理论的深入研究提供了可靠的依据.     

国产谷发尘爆炸特性的研究

依据有关标准对国产及进口的粉尘样品进行了物理化学特性、爆炸特性参数及影响因素的测定,同时对国产谷物粉尘研磨后与筛分后的爆炸特性、国产谷物粉尘与进口加拿大小麦粉尘的爆炸特性进行了比较。通过测定得到了国产谷物粉尘理化特性参数,依据测定结果至国产物粉尘的爆炸危险性进行了评估,并对其各项爆炸性参数在实际生产中的应用进行了分析。     

烟煤粉爆炸特性实验研究

为了评估和控制煤矿、发电厂等煤粉爆炸的危害,利用20 L球形爆炸装置的标准测试方法测试了烟煤粉的爆炸特性.重点讨论了煤粉粒径、粉尘浓度、点火能量对最大爆炸压力、最大爆压上升速率、爆炸指数、爆炸下限的影响.煤粉越细,其爆炸下限越低,爆炸烈度越大,但煤粉细到75 μm以下后,这种变化趋势趋缓;在所测浓度范围内(小于700 g/m~3),最大爆压、最大压力上升速率和爆炸指数均随煤粉浓度增大而增大;爆炸烈度随点火能增大而迅速增强,点火能小于1 kJ时各煤样在不同浓度的爆炸都很微弱.研究结果对理解煤粉爆炸危险性、控制煤粉爆炸危害以及进行内在安全设计有重要参考价值.