锆粉尘云的火焰传播特性

使用高速摄影、超细热电偶和纹影技术,对方形开口管道中锆粉尘云火焰传播特性进行了实验研究.锆粉尘通过压缩空气喷散到管道中形成粉尘云,随后,锆粉尘云被电火花点燃.实验结果表明,低质量浓度下,火焰传播速度和温度随质量浓度增加而增加.当粉尘云质量浓度为0.627 kg/m时,火焰传播速度和温度达到最大值,分别为30.41 m/s和1 716 K,其后随着质量浓度的继续增加,火焰传播速度和温度开始略微下降.锆粉尘云中粒子与空气形成气-固表面燃烧体系,一些粒子在燃烧结束前发生微爆.预热区厚度在0.39～2.52 cm,随粉尘云质量浓度的增加先减小后增加.

优选阻燃材料惰化锆粉云燃烧的效果和机理

为探索惰化锆粉云燃烧的机理,采用粉尘云最低着火温度测试系统及热重-差热同步热分析系统,对纯锆粉、单一阻燃材料与锆粉混合体系悬浮粉尘云状态下的最低着火温度进行研究,进而筛选出效果较好的阻燃材料,并分析其惰化机理。结果表明:0.2 g锆粉在喷尘压力为100 kPa、恒温时间为10 s条件下的最低着火温度为344℃。锆粉与单一阻燃材料混合体系悬浮粉尘云状态下的最低着火温度随阻燃材料添加量的增加而呈上升趋势,其中,ABC粉对混合体系悬浮粉尘云状态下的最低着火温度提升最为明显,在添加比为1∶1、1.5∶1、2∶1、3∶1时,最低着火温度分别提升了48.35%、81.31%、92.31%、97.8%。分析机理可知:锆粉样品中水分蒸发和ABC粉热分解吸热都会降低混合体系的反应温度、提高锆粉云燃烧的初始温度。ABC粉中NH4H2PO4分解生成NH3,吸收火焰区内大量的热量,在一定程度上会降低火焰区的温度。