点火延迟时间对粉尘最大爆炸压力测定影响的研究

根据粉尘云形成时颗粒分散及沉降的时间效应,指出目前国际通行的球型爆炸装置采用固定点火延迟时间测定粉尘最大爆炸压力的方法具有不确定性,并以煤粉为介质在20 L标准爆炸球装置上进行系列爆炸实验,研究装置点火延迟时间对粉尘爆炸压力的影响。结果表明:点火延迟时间对粉尘爆炸压力测定有十分显著的影响,不同粒径粉尘的最大爆炸压力有不同点火延迟时间,目前仅以气相湍流度所确定的固定点火延迟时间下,所测粉尘最大爆炸压力可能严重偏离实际。

点火延迟时间对铝粉爆炸特性参数的影响

为了研究装置点火延迟时间对不同浓度粉尘爆炸压力和压力上升速率的影响,以铝粉为介质在5L圆柱形爆炸装置中进行系列爆炸实验。结果表明:装置点火延迟时间对铝粉爆炸压力和压力上升速率有十分显著的影响,且存在一个最佳点火延迟时间,此时最大爆炸压力最大;随着铝粉浓度的增加,最佳点火延迟时间先增加后保持不变。最佳点火延迟时间下的最大爆炸压力和最大压力上升速率明显高于点火延迟时间固定为60s时的。相对粉尘不同浓度均采用固定点火延迟时间,不同浓度时采用最佳点火延迟时间,所测得的粉尘最大爆炸压力和最大压力上升速率明显符合实际。

锆金属粉尘云的爆炸特性

采用20L近球形爆炸实验系统对锆粉尘云的爆炸特性开展了实验研究,分别分析了初始点火能量、点火延迟时间、粉尘云浓度3种因素对锆粉尘云爆炸强度的影响,揭示了锆粉尘云在密闭容器中的爆炸特性。在本实验条件下,结果表明:初始点火能量对锆粉尘云最大爆炸压力有显著影响,锆粉尘云最大爆炸压力随初始点火能量的增大而增大;随点火延迟时间的增加,锆粉尘云最大爆炸压力先增大后减小,存在最佳点火延迟时间;随粉尘云浓度的增大,锆粉尘云最大爆炸压力先增大后减小,存在最佳锆粉尘云浓度,得到锆粉尘云的爆炸下限为18~20g/m^3。

点火延迟时间对甘薯粉尘爆炸的影响研究

为了预防甘薯粉尘爆炸事故的发生,本文研究点火延迟时间对甘薯粉尘爆炸的影响规律,利用20 L球形爆炸仪研究甘薯粉尘的爆炸特性及其在200 g/m3,500 g/m3和800 g/m3质量浓度下通过改变点火延迟时间的爆炸规律。结果表明:粉尘的最佳点火延迟时间与浓度有关,在该点火时间下所测得的最大爆炸压力均高于在固定点火延迟时间下的测量值,60 ms的固定点火延迟时间不适用于甘薯粉尘爆炸测试。

高湿度下点火延迟时间对粉尘爆炸参数的影响

为了全面评估粉尘爆炸的危险性,在5 L爆炸罐内进行了高湿度环境下土豆淀粉、红薯淀粉和小麦粉的爆炸实验,获得了3种粉尘的最大爆炸压力Pmax和最大压力上升速率(dp/dt)max随点火延迟时间的变化规律.结果表明:在80%的高湿度环境下,随着点火延迟时间的增加,土豆淀粉和红薯淀粉的Pmax和(dp/dt)max先增大后减小,而小麦粉则随着点火延迟时间的增加而迅速减小.当爆炸装置和气相湍流度都相同的情况下,不同粉尘的最佳点火延迟时间也不同.实验测得的土豆淀粉、红薯淀粉和小麦粉的最佳点火延迟时间分别为80 ms,60 ms和20 ms.该研究可作为对同类粉尘爆炸进行危险性评价的参考.

矩形管道中微米级铝粉爆炸实验

在矩形管道粉尘爆炸装置中开展系列实验,系统研究了点火延迟时间、粉尘粒度及粉尘浓度对铝粉尘爆炸过程中最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的影响。研究结果表明:不同的点火延迟时间对铝粉尘爆炸压力有显著影响,随着点火延迟时间由小变大,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率呈现先增大后减小的趋势,且不同粒径的铝粉尘最大爆炸压力对应有不同点火延迟时间。随铝粉粒度的减小,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率会呈现出先增大后减小的变化规律。铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率随浓度的增加均表现为先变大后减小的趋势,即铝粉浓度在特定数值时会使其爆炸威力最强。

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。

点火延迟时间影响粉尘爆炸泄放压力的试验研究

本文报导了在1m^3和30m^3粉尘爆炸泄压试验装置内完成的一系列点火延迟时间t_V对粉尘爆炸泄放压力P影响的试验。试验结果表明t_V对P有很大的影响,t_V≈0.52秒时,P值最高,而t_V>1.0秒时,P已降到很低。有些实际工业环境可能根本不会产生点火延迟时间很短的播散可燃粉尘的工况,这种情况下,要求的泄压面积可以小一些。所以无论是进行粉尘爆炸泄压试验研究,还是有粉尘爆炸危险性的受限空间泄压面积的计算中,都应当考虑点火延迟时间对爆炸泄放压力的影响。

不同变质程度煤尘爆炸压力特性变化规律实验研究

为研究不同变质程度煤尘爆炸压力特性变化规律,以最大压力pmax和最大压力上升速率(dp/dt)max表征压力特性,使用近球形煤尘爆炸装置对褐煤、长焰煤、不黏煤和气煤的爆炸压力特性变化规律展开分析。研究发现:在4种煤尘样品中,褐煤的pmax和(dp/dt)max均最大,分别达0.71 MPa和65.69 MPa/s。随变质程度增大,长焰煤、不黏煤和气煤的pmax和(dp/dt)max均明显减小,说明以爆炸压力特性为标准,4种煤尘爆炸强度由高到低依次是褐煤、长焰煤、不黏煤和气煤。通过对比爆炸前后煤尘挥发分含量,得出参与爆炸的挥发分含量所占质量分数为46.28%~68.19%。在喷尘压力 p0=2.0 MPa,点火延迟时间t0=100 ms时,4种煤尘pmax值均达最大,分别为0.71、0.60、0.55和0.47 MPa。褐煤、不黏煤和气煤在 p0=2.0 MPa,t0=80 ms时(dp/dt)max达最大,而长焰煤则在 p0=2.0 MPa,t0=100 ms时(dp/dt)max达到最大。

20 L近球形容器中微米级铝粉的爆炸特性

采用20 L近球形粉尘爆炸实验系统,探究微米级铝粉在不同点火延迟时间、粉尘粒径及粉尘浓度下的爆炸特性规律。结果表明:当点火延迟时间在20~120 ms范围内,铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率先增大后减小,随铝粉粒径增大,最佳点火延迟时间增大;在任一点火延迟时间下,粒径大于8.12μm的铝粉最大爆炸压力随粉尘粒径的减小呈增大的变化趋势;粒径大于8.12μm的铝粉,在80~440 g/m^3粉尘浓度范围内,铝粉最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率先增大后减小,且铝粉粒径越小,对应的最猛烈爆炸粉尘浓度越低。

点火延迟时间对甲烷煤尘爆炸特性的影响

为研究不同湍流环境下,煤尘对甲烷爆炸特性的影响,基于20 L爆炸球采用0、25、50、100、200 g/m^3的煤尘分别与6.5%、9.5%、12%的甲烷在点火延迟时间60 ms和120 ms的条件下进行混合爆炸实验。结果表明:点火延迟时间的增大对单相甲烷爆炸最大爆炸压力影响较小,显著降低最大压力上升速率;有煤尘参与时,3种甲烷浓度下,点火延迟时间的提高能够降低最大爆炸压力和最大压力上升速率,当甲烷浓度为9.5%时,2种点火延迟时间下,对应的最佳煤尘浓度不同,点火延迟时间越小,最佳煤尘浓度越小,甲烷浓度为12%时,点火延迟时间为60 ms时,最大爆炸压力和最大压力上升速率对高浓度煤尘比较敏感,火延迟时间为120 ms时,最大爆炸压力和最大压力上升速率对低浓度煤尘较为敏感。

喷粉压力及点火延迟时间对粉尘爆炸参数的影响

为进一步研究影响粉尘爆炸特性参数的因素,在5L柱形密闭爆炸容器中,以食用玉米淀粉为试样,利用高压放电火花点火,并通过压力采集系统记录容器内压力的变化,研究了不同吹粉压力下,点火延迟时间对粉尘爆炸压力参数的影响,并对实验现象进行了理论分析。实验结果表明:点火延迟时间对粉尘爆炸压力和压力上升速率影响显著;吹粉压力存在一个临界值,当吹粉压力大于临界值时,存在一个最佳点火延迟时间,使得爆炸压力峰值和压力上升速率峰值最大,且随着吹粉压力的增大,粉尘爆炸的最佳点火延迟时间缩短;当吹粉压力小于临界值时,点火延迟时间越长,粉尘爆炸压力越小。

铝粉-空气混合物爆炸压力影响因素研究

在水平管道式粉尘爆炸装置中,通过大量实验研究了点火延迟时间、铝粉浓度和铝粉粒度对铝粉的最大爆炸压力和压力上升速率的影响。结果表明:对浓度和粒度一定的铝粉,存在—个可爆延迟时间范围,铝粉在该延迟时间范围内点火才能发生爆炸;同时,还存在—个最佳点火延迟时间可以使爆炸压力和压力上升速率同时达到最大值;铝粉的最大爆炸压力和压力上升速率随铝粉浓度的增大先增大后减小,随铝粉粒径的增大而减小。

马尾松粉尘云最小着火能点火延迟时间的研究

以常规工艺条件下的马尾松(Pinus massoniana)砂光粉(200目筛下混合粒径、含水率8%)为对象,以3个喷粉压力(200kPa、250kPa和300kPa)压缩空气分别对6个质量浓度(500g/m^3、750g/m^3、1000g/m^3、1250g/m^3、1500g/m^3和1750g/m^3)的粉尘进行分散喷吹试验,采用高速摄像获得粉尘在哈特曼管内分散状况,通过帧频图像对粉尘分散均匀性进行评价,确定粉尘均匀分散的瞬间,以此作为测定MIE的点火延迟时间。研究表明:1)试验采用三个喷粉压力在哈特曼管内对6个粉尘浓度进行分散喷吹,能够在极短的瞬间捕捉到理想的分散状态;2)相同的浓度条件下,点火延迟时间随喷粉压力的增大而缩短,喷粉压力分别为200kPa、250kPa和300kPa时,准确点火延迟时间应分别在82～88ms、66～72ms和58～62ms范围;3)在相同的喷粉压力下,浓度增大使得延迟时间先增大后减小。