热表面上粉尘层阴燃的研究

采用自主开发的实验装置,以石松子粉尘为实验样品进行了热表面上的粉尘层阴燃实验,研究了自然对流环境下粉尘阴燃过程机理及粉尘厚度对阴燃过程的影响.实验结果表明,粉尘厚度对阴燃的起始时间和持续时间有影响,粉尘层越厚,阴燃起始时间越长且其持续时间也越长.采用简化的三步反应动力学机理,应用可燃固体颗粒通用热解模型计算软件Gpyro对热表面上的粉尘阴燃进行了二维数值模拟研究.模拟结果与实验结果符合较好,模拟结果较好地反映了粉尘阴燃的发展过程,粉尘升温过程和阴燃传播过程均在模拟结果中得到较好体现.

惰化设计方法及其在煤粉干燥工艺中的应用

介绍了可燃粉尘极限氧含量的测试方法和测试设备，并给出了几种常见可燃粉尘的极限氧含量．根据气体均匀混合假设，导出了采用加压或抽真空情化情况下惰化次数的计算方法和采用通流情化情况下惰化时问的计算公式．提出了估算惰化流量的经验公式．给出了一个煤粉干燥工艺惰化设计的实例．正常运行时，惰化气体流量可通过循环风量和漏风率估算．在短时间停产时，应采用较小的惰化流量（每小时1～2个设备容积）维持惰化气氛．

有机粉尘爆炸的数值模拟

介绍了有机粉尘爆炸的数学模型 ,并分别对 12m3圆筒形容器内的淀粉爆炸和长管中的煤粉爆炸进行了数值模拟。两相流模型采用欧拉 -拉格朗日模型 ,用拉格朗日坐标追踪颗粒的轨迹 ,采用这种方法可以很好地考虑颗粒的粒径分布。用k -ε模型模拟气相湍流 ,颗粒的脉动由周围气相的随机脉动求得。在燃烧模型中 ,考虑了水分的蒸发、挥发分的挥发、气相反应和颗粒的表面反应。方程的求解采用了算子分裂方法和FCT格式。上述有机粉尘爆炸模型是一种通用的模型 ,既能模拟粉尘 /空气混合物在低马赫数下的爆燃 ,也能模拟激波和爆轰。数值模拟结果与前人的实验结果进行了部分对比 。

电石脱硫剂生产工艺的防爆方法

对两种电石脱硫剂的生产工艺进行了爆炸危险性评估 ,介绍了电石粉生产中乙炔的防爆方法 ,如通风、惰化、使用防爆电器和爆炸泄压等。控制乙炔气体浓度是爆炸预防的关键 ,爆炸泄压方法成本低、维护方便 。

爆炸泄压装置型式试验和泄爆效率计算

介绍了爆炸泄压装置及其实际测试情况,结合实际测试和计算经验,论述了对测试方法的理解。

粮食伴生粉尘最低着火温度的实验研究

按照IEC标准建立了工业粉尘云和粉尘层最低着火温度(MIT)测试装置,对8种取自工业现场的粮食伴生粉尘进行了粉尘云和粉尘层MIT实验测试,并对灰分、粒径、水分对MIT的影响进行了实验研究和分析·发现粮食储运系统后期工艺比早期危险,按照粮食精粉或淀粉实验数据进行工业实际防爆设计的安全裕度过大,并提出了可行的防爆温度组别·所得结论为粮食行业的防爆设备选型提供了实验依据,对于粉尘着火和爆炸危险性评价具有借鉴意义·

管道相连泄爆容器中粉尘爆炸的实验研究

采用管道相连容器进行了工业规模的粉尘爆炸实验,目的是研究粮食粉尘在管道相连的加工和输送工业设备中发生粉尘爆炸时火焰和爆炸压力的传播过程及粉尘的Kst值对爆炸的影响。实验装置为一个气力输送系统,由两个不同体积的容器通过管道连接构成。采用粮食工业上具有代表性的两类粉尘进行了粉尘爆炸测试,爆炸从一个容器中通过管道传播到另一个容器中并引发了随后的二次爆炸,测试了不同位置的火焰和压力信号。实验结果表明:即使在起爆容器采取了泄爆措施,管道中没有粉尘喷入的情况下,粉尘爆炸火焰也可沿管道传播达30m并引发二次爆炸;随着粉尘爆炸指数的增大,初始爆炸的猛烈程度增强,火焰传播速度加快,二次爆炸的猛烈程度也随之增强。

基于GIS的环境污染扩散模型

建立预测污染物通过大气和水扩散的数学模型.利用地理信息系统(GIS)技术,在沈阳市地图上,按照污染事故发生的实际地理位置,对数学模型进行模拟和显示.将模型的数值解和GIS相结合,在时间和空间上对污染扩散进行分析,计算不同污染物在不同时段的扩散面积,分析不同地点的污染物质量浓度和污染程度,获取受污染范围内的人口和周边单位等重要信息;从而预测重大污染事故对环境的影响范围和程度,预报突发性环境污染事故对周围人群、环境造成的危害,为应急监测、现场救护和灾后评估提供科学依据.

聚乙烯粉体粒径对静电放电点火的影响

运用标准粉尘爆炸测试装置Hartmann管分别测试了聚乙烯粗料与经过筛分的聚乙烯粉尘的最小点火能量,通过将不同形式的静电放电能量与最小点火能量的测试结果进行比较,分析了聚乙烯粉体粒径对静电点火的影响.研究结果表明,聚乙烯粉体的最小点火能量和最大粒径近似成指数关系.对未经过筛分的原始粉尘,各种形式的静电均无法将其点燃;对粒径小于0.5 mm的聚乙烯粉体,可以排除电晕放电、刷形放电和堆表面放电作为点火源的可能性,火花放电和传播型刷形放电是可能的点火源,有效预防火花放电和传播型刷形放电便能阻止聚乙烯闪爆的发生.

铣销镁粉爆炸危险性及防爆措施

小型爆炸容器内测试了镁粉最大爆炸压力 ,在实际工业规模所使用的振动筛中 ,对镁粉半成品的筛分分级的爆炸性等进行了测试 ,分析了生产线粉尘爆炸的危险性 。

相连容器中粉尘爆炸的火焰传播

采用实验和数值模拟相结合的方法对相连容器中玉米淀粉粉尘爆炸的火焰传播行为进行了研究.实验装置为通过长管相连接的两个容器,爆炸在一个容器中引发后通过管道传播到另一个容器中.采用欧拉-拉格朗日方法模拟粉尘爆炸的两相流问题,气相湍流模型采用k-ε模型,粒子燃烧模型考虑了水分蒸发、挥发分分解、气相反应和粒子的表面反应,气相湍流燃烧模型采用涡旋破碎-阿累尼乌斯模型,数值求解采用算子分裂方法和FCT格式.仿真结果揭示了火焰在长管中的加速行为,计算结果与实验结果符合得较好,表明所采用的模型可以很好地应用于粉尘爆炸火焰传播的研究.

泄爆容器中粉尘爆炸的试验研究与数值模拟

为了解泄爆容器中粉尘爆炸的发展过程,采用试验和数值模拟相结合的方法对玉米淀粉在圆柱形容器内的泄爆过程进行研究。数值模型采用欧拉–拉格朗日方法模拟粉尘爆炸的两相流问题,通过求解非稳态的湍流两相反应流守恒方程对试验进行二维仿真。试验和模拟结果表明,点火位置对爆炸发展过程有明显影响,点火位置离泄爆口越远,容器中的最大泄爆压力Pred,max越高。在粉尘爆炸的安全防护设计中,应把点火位置作为重要影响因素之一加以考虑。

超细粉体在微型旋风分离器中的分级性能研究

研究了微型旋风分离器的分级特性,目的是通过微型旋风分离器将1μm左右的超细粉从细粉中分离出来。对4种微型旋风分离器在不同流速下的分级效率进行了实验研究,并采用无因次的Rosin-Rammler坐标对测试数据进行了整理。实验表明,分级效率与斯托克斯数Stk之间关系在Rosin-Rammler坐标上为一条直线,采用微旋风器可对微粉进行分级,分割粒径可以达到1．3μm。

火花放电能量精确控制系统研究

通过对采集的电流、电压进行积分计算的方法,设计了粉尘云最小点火能火花放电能量的精确控制系统,通过IGBT(绝缘栅双极晶体管)来控制电路中剩余能量的泄放,实现了放电能量相同但放电时间不同并且可控的目标,即实现了最小点火能量的放电能量和放电速率的控制.实验表明:该控制系统对于100 J与10 J能量的控制误差为5%,当能量为1 J时误差为10%;对于粒度为8~13μm的铝粉,当放电能量为1 J时,放电时间越短,粉尘云越容易被点燃,说明铝粉在能量输入速率较高时更加容易点燃.

可燃性气体对PE粉体静电放电点火的影响

运用标准粉尘爆炸测试装置Hartmann管分别测试了聚乙烯(PE)粗料和经过筛分的PE粉体的最小点火能量,比较了PE粉体和可燃性气体共存时(即杂混合物)的最小点火能量与不同形式的静电放电能量。当PE粉体粒径小于2 mm时,随着粒径的增大,可燃性气体对杂混合物最小点火能量的影响也越大,但可燃性气体对PE粉体静电点火的影响变小。当可燃性气体浓度低于10%爆炸下限时,对未经过筛分的原始粉体,各种形式的静电均无法将其点燃;对粒径小于0.5 mm的PE粉体,可以排除电晕放电、刷形放电和堆表面放电作为点火源的可能性;对粒径小于75μm的PE粉体,堆表面放电、火花放电和传播型刷形放电均是可能的点火源。

粉尘比电阻不同测试标准的对比分析

为了准确测定粉尘比电阻,为静电除尘设计、静电防护设计和判定粉尘静电点燃提供重要参数,根据粉尘比电阻的测定普遍采用的3个标准IEC 1241-2-2、BS 5958-1和ASME PTC28 4.05,开发3种不同的比电阻测定装置,并对典型粉尘的比电阻进行测试。结果表明,粉尘比电阻的测试结果与测试方法有关,不同方法的测定结果有较大偏差;粉尘样品的密实度和其上的加载电压是影响测定结果的重要因素,密实度越大,电压值越大,测得的比电阻值越小;对于不同的工程应用目的,应采用不同的测试方法,IEC标准和BS标准通常用于静电防护设计,而ASME标准通常用于静电除尘设计。

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。

基于LabVIEW和OPC技术的气体爆炸测试系统开发

开发了一套用于检测气体爆炸特性参数的爆炸测试系统.硬件系统由参数测试装置和视频记录设备构成.软件系统为一套用作控制和数据采集的分布式测控系统,主要采用LabVIEW 8.6开发而成,具有界面友好、操作容易和高度自动化等特点.现场设备的控制逻辑由PLC来实现,LabVIEW应用程序和硬件设备的通讯采用OPC技术来实现.该测试系统功能完备,可实现试验过程控制、实时数据采集、数据分析处理、数据库管理和实验结果报表输出等功能,具有独立性、整体性、可扩展性和实时性等优点.实际应用表明,该系统具有很好的可靠性和精确性.

膜生物反应器法处理模拟印染废水

针对人工模拟的印染废水，设计了缺氧／好氧膜生物反应器相结合的处理装置。系统经过165d的运行，结果表明：系统对COD和氨氮一直有很好的去除效果，稳定期COD的去除率可以达到95．0％，NH4＋-N平均去除率为96．5％，TP的平均去除率低于50％，TN的去除率处在60％～80%之间，活性艳红染料x-3B的去除率在60％～73％之间，出水含有少量色度。水样中长链的壬基酚聚氧乙烯醚NP10 E0的去除率可以达到99％，出水仅含有少量的NPlEO，NP：EO和NP。

大型相连容器中火焰传播的研究

为了进一步了解相连装置中粉尘爆炸的火焰传播行为和压力发展,为该结构的安全防护设计提供有价值的信息,采用大型实验装置对相连容器中玉米淀粉/空气混合物爆炸时的火焰传播行为进行了实验研究,同时采用已开发的数值模型对实验进行仿真计算。实验表明:粉尘浓度的变化对粉尘爆炸的火焰传播行为有重要影响;在粉尘浓度很低的情况下,火焰仍然能够在管道中加速传播且爆炸发展的最终结果相当猛烈。数值模型采用欧拉-拉格朗日方法模拟两相流现象,通过求解非稳态的湍流两相反应流守恒方程对实验进行二维仿真,计算结果与实验结果符合性较好,表明该模型可以很好地应用于粉尘爆炸火焰传播的研究。