【摘要】：粉塵爆炸泄放設計標準的可靠性對能否實現(xiàn)爆炸防護尤為關(guān)鍵.以中徑70μm石松子粉塵為介質(zhì),采用20 L球形粉塵爆炸裝置進行了4種泄放口徑、靜態(tài)動作壓力在0.12~0.6 MPa的爆炸泄放實驗,對比了實驗值與NFPA 68和EN 14491計算值.結(jié)果表明,NFPA 68在預測高靜態(tài)動作壓力下的泄放面積時,隨著泄放口徑的增大,預測結(jié)果由保守變?yōu)槲ｋU,但預測結(jié)果精度較好且數(shù)值穩(wěn)定;EN 14491在預測高靜態(tài)動作壓力下的泄放面積時非常保守,預測精度較差,數(shù)據(jù)不可靠.依據(jù)兩種標準推薦的經(jīng)驗函數(shù)關(guān)系,分析了NFPA 68和EN 14491在預測高靜態(tài)動作壓力時產(chǎn)生這種差異的原因.
【圖文】：

器及設備的爆炸防護設計被研究人員關(guān)注［9］．此類容器允許的最大泄爆壓力pred和泄放裝置靜態(tài)動作壓力pstat較高，已經(jīng)超出了NFPA68和EN14491的適用范圍．采用這兩種標準進行泄放設計時，設計結(jié)果的有效性和精度還未被研究人員探討．基于此，本文以中徑70μm石松子粉塵為介質(zhì)，在標準20L球內(nèi)開展高靜態(tài)動作壓力(0.1～0.6MPa)、不同泄放口徑(15，28，40，60mm)的粉塵爆炸泄放實驗，并將實驗值與NFPA68，EN14491預測值對比，以評估標準在預測高靜態(tài)動作壓力時的可靠性．1實驗裝置和實驗方法實驗裝置如圖1所示，主要由20L標準爆炸球以及泄放裝置組成．20L球符合E1226－10［10］標準，為雙層夾套結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為爆炸容器，外層為冷卻水通道．球體上有點火電極端蓋、快動氣粉閥、排氣口、抽真空接口、壓力傳感器接口．粉塵倉通過快動氣粉閥與反射式噴嘴相連．圖1裝置結(jié)構(gòu)示意圖(不包括控制及數(shù)據(jù)采集)Fig.1Illustrationoftestdevice(excludingcontrolanddataacquisitionsystems)泄放裝置由帶孔法蘭蓋和聚四氟乙烯膜組成，如圖2所示．泄放口徑dv即法蘭盤中心孔徑可變，為15，28，40，60mm．聚四氟膜層數(shù)可變．該泄放裝置的靜態(tài)動作壓力pstat與泄放口徑dv和膜層數(shù)n有關(guān)，將在下文測量．采用高速壓力傳感器測量容器內(nèi)壓力，傳感器頻率5kHz．E1226標準推薦采用10kJ化學點火頭，但文獻［11－12］報道，10kJ點火頭容易出現(xiàn)“過驅(qū)動”現(xiàn)象，導致測量數(shù)據(jù)明顯偏大．因此本實驗采用0.5kJ的電點火頭，采用中徑70μm的石松子粉塵作為介質(zhì)．考慮到實驗數(shù)據(jù)重復性要求，，每組實驗均重復3次．圖2實驗裝置及泄放結(jié)構(gòu)圖Fig.2Testdeviceandventingstructure2結(jié)果分析及討論2.1泄放裝置靜態(tài)動作壓力pstat測定

91預測值對比，以評估標準在預測高靜態(tài)動作壓力時的可靠性．1實驗裝置和實驗方法實驗裝置如圖1所示，主要由20L標準爆炸球以及泄放裝置組成．20L球符合E1226－10［10］標準，為雙層夾套結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為爆炸容器，外層為冷卻水通道．球體上有點火電極端蓋、快動氣粉閥、排氣口、抽真空接口、壓力傳感器接口．粉塵倉通過快動氣粉閥與反射式噴嘴相連．圖1裝置結(jié)構(gòu)示意圖(不包括控制及數(shù)據(jù)采集)Fig.1Illustrationoftestdevice(excludingcontrolanddataacquisitionsystems)泄放裝置由帶孔法蘭蓋和聚四氟乙烯膜組成，如圖2所示．泄放口徑dv即法蘭盤中心孔徑可變，為15，28，40，60mm．聚四氟膜層數(shù)可變．該泄放裝置的靜態(tài)動作壓力pstat與泄放口徑dv和膜層數(shù)n有關(guān)，將在下文測量．采用高速壓力傳感器測量容器內(nèi)壓力，傳感器頻率5kHz．E1226標準推薦采用10kJ化學點火頭，但文獻［11－12］報道，10kJ點火頭容易出現(xiàn)“過驅(qū)動”現(xiàn)象，導致測量數(shù)據(jù)明顯偏大．因此本實驗采用0.5kJ的電點火頭，采用中徑70μm的石松子粉塵作為介質(zhì)．考慮到實驗數(shù)據(jù)重復性要求，每組實驗均重復3次．圖2實驗裝置及泄放結(jié)構(gòu)圖Fig.2Testdeviceandventingstructure2結(jié)果分析及討論2.1泄放裝置靜態(tài)動作壓力pstat測定根據(jù)NFPA68和EN14491標準，靜態(tài)動作壓力是指緩慢升壓時泄放裝置的動作壓力．利用圖1～圖2所示的裝置，采用壓縮空氣致破的方法測定了不同泄放口徑dv、不同膜層數(shù)n下泄放裝置的靜態(tài)動作壓力pstat，如圖3所示(測量過程在此不再贅述)．由圖知，單一泄放口徑下多層泄放膜的靜態(tài)動作壓力與單層膜成簡單倍數(shù)關(guān)系．口徑越大，靜態(tài)動作壓力越�。诒ㄐ狗艑嶒炛校瑢⒅苯永脠D3中的公式計算不同口徑及膜層數(shù)下的靜態(tài)動作
【作者單位】： 大連理工大學化工機械學院;
【基金】：遼寧省科學技術(shù)計劃項目(2012231008)
【分類號】：X928.1

【共引文獻】

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本文編號：2534003