甲烷-空气最小点火能与耦合系数的计算及应用

针对一种可以用于检测非金属制品在矿井下工作安全性的静电火花检测系统,研究了计算该系统中甲烷-空气引爆的最小点火能量的数学物理模型。并根据该检测系统的结构,提出了点火系统点火前后的电磁能量计算方法。通过计算系统点火前的电磁能量与最小点火能量,计算出检测样品被粉尘摩擦后的带电量,得出了点火能量耦合系数阈值与电荷阈值。结果表明,点火能量耦合系数阈值随电压升高而减小,随电极间距的增大而增大。以静电检测系统为例,当电极间距由1mm增大到5mm时,耦合阈值从0.416 3增加到0.769 1。同时,电荷阈值亦随电极间距增大而增大。研究结果可为进一步检测材料摩擦起电属性以及制定相关安全标准提供参考。