形状系数对20 L球内铝粉分散特性的影响研究

为研究不同形状系数(SF)的铝粉在20 L球型容器中的分散特征,通过建立描述气流携带粉尘形成两相分散系的非稳态数值模型,包括气体流动和粉尘颗粒运动轨迹方程,开展非稳态数值模拟,分析粉尘SF分别为0.2、0.4、0.6、0.8和1.0条件下的粉尘空间分布以及球室中心的湍流动能、速度随时间变化。结果表明:球室内气流携带粉尘分散可以分为进粉、扩散、稳定和沉降4个阶段,其分散均匀性和最大速度值随SF的增加而增强;SF越大,即颗粒形状越接近球形,铝粉尘的分散性越好;SF越小,粉尘容易堆积在壁面附近;标称浓度一定时,SF≤0.4,浓度峰值随SF的增加而增加;SF>0.4,浓度峰值随SF的增加而减小;铝粉-空气混合物的湍流动能最大值随SF值的增加而降低;铝粉颗粒的速度峰值随SF值的增加而升高。

20L球形装置上粉尘湍流速度的测量

20L球形装置是用于测试粉尘爆炸特性参数的标准装置之一·粉尘湍流速度对粉尘爆炸猛烈程度和粉尘爆炸特性参数的测试有很大影响·对20L球形装置中的粉尘粒子速度采用激光多普勒测速仪进行了测量研究,并对测量数据进行了分析讨论,通过计算得到了20L球形装置中不同位置粉尘的RMS湍流速度随时间的变化曲线·RMS湍流速度的获得,为最小点火能在不同装置上的测试比较提供了数据,为粉尘爆炸数学模型的检验提供了依据,它还有助于将20L球形装置上测量的数据更好地应用于工业实际·

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75μm以下后,这种变化趋势趋缓;在所测浓度范围内(小于700 g/m3),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。

煤尘爆炸最大压力随点火延迟时间的时序性分析

为研究煤尘爆炸最大压力随点火延迟时间的变化规律,采用20 L球形爆炸装置进行试验,通过采集不同点火延迟时间下煤尘爆炸最大压力数据,建立最大压力-点火延迟时间的自回归移动平均(ARIMA)时间序列模型。采用差分法消除最大压力数据的上升趋势性。通过计算自相关、偏相关系数与赤池信息量准则(AIC)函数值、贝叶斯信息量准则(BIC)函数值,确定模型自回归、移动平均阶数,并采用最小二乘法估计模型参数。运用模型预测20组不同点火延迟时间下的最大压力。结果表明,用ARIMA时间序列模型预测的最佳点火延迟时间与实测情况基本吻合,同时实现了对最大压力数据波动特征的合理分析。

药物混粉爆炸事故及防范对策的研究

从近几年制药行业频繁爆炸事故出发,分析制药行业爆炸事故的种类,从粉尘爆炸入手,以某制药企业为研究对象,对其爆炸粉体克拉维酸钾进行了爆炸参数测试,运用20L球形粉尘爆炸测试装置测定其爆炸下限为40g/m3。同时运用差热扫描热分析法对其进行放热反应进行研究,再利用毛细管气相色谱法对该混合物中是否存在可燃气体进行了评定,发现其存在丙酮可燃气体,但含量较低为9.3×10-5。针对上述特点,从技术和管理角度出发,分析应对措施以及常见的问题,设计了混粉机械人机界面,编制了安全检查表,对该类共性问题进行了归纳,以供防范药物混粉事故发生参考。