B粉因為其高反應活性作為重要的反應中間體被廣泛應用于染料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、建材、油品及燃料等化工行業(yè)當中。本文首先檢測B粉塵的粒徑分布、最小點火能量、爆炸下限、極限氧濃度、最大爆炸壓力及爆炸指數(shù),得出其爆炸界限與爆炸強度,并以此為研究基礎(chǔ),利用自主設計的圓形管道內(nèi)粉塵燃燒、抑爆實驗測試裝置進一步研究了B粉塵燃燒后火焰運動規(guī)律和其上端流場變化規(guī)律,分析了影響B(tài)粉塵爆炸的因素和在氮氣和碳酸氫鈉作為抑制劑的情況下不同影響因素對B粉塵爆炸效果的影響。經(jīng)測試得出B粉塵中位經(jīng)為26.22μm,最小點火能量在4.3-6.3mJ之間,爆炸下限在40 g/m~3-50 g/m~3之間,極限氧濃度為6%,最大爆炸壓力為0.72MPa,爆炸指數(shù)為22.77MPa·m/s,屬于有爆炸危險的粉塵且其爆炸烈度等級為強。經(jīng)研究得出B粉塵爆炸火焰起初是紊亂狀態(tài),然后逐漸聚攏為若干條淚狀火焰,并時間火焰逐漸下移。B火焰氣流組織初期的運動方式主要為渦旋上升,隨后流動方向逐漸向中心靠攏,呈現(xiàn)螺旋蜿蜒上升狀態(tài),最終火焰發(fā)展為不斷更新的多層蘑菇云傳播狀態(tài)。B粉塵爆炸過程可分為預熱階段、爆炸猛烈階段和熄滅階段。在其他條件相同情況下,B粉塵噴粉壓力越大,其預熱時間越短,爆炸猛烈時間及熄滅時間越長,最大火焰高度和最終熄火點高度越高;在其他條件相同情況下,B粉塵量越大,預熱時間越長,爆炸猛烈時間及熄滅時間越長,最大火焰高度和最終熄火點高度越高。在B粉塵爆炸火焰抑制上,本文主要研究抑爆延時時間、抑制粉量、抑制氣壓力、噴氣時間及抑制方式對爆炸熄滅時間、最高火焰高度和最終熄火點高度的影響來判斷其對火焰的抑制效果,研究得出:在豎直管道內(nèi),隨著抑制氣壓力增大,碳酸氫鈉+氮氣對B粉塵爆炸火焰的抑制呈先增強后減弱現(xiàn)象;隨著抑爆動作延時時間的延長,碳酸氫鈉+氮氣的抑爆效果逐漸減弱;隨著噴氣時間的增長,B爆炸火焰抑制效果越好。當抑制粉量的小于1g時,其對B爆炸火焰基本無影響,當抑制粉量的超過1g后,其對B爆炸火焰的抑制速率呈先增加后減小的現(xiàn)象;在其他條件相同情況下,氮氣+碳酸氫鈉的抑制效果要好于只用氮氣時的效果。
【學位單位】：上海應用技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X932
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 粉塵爆炸國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 粉塵抑爆國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 課題主要研究內(nèi)容
第2章 粉塵爆炸及抑制理論分析
    2.1 粉塵爆炸的理論分析
    2.2 粉塵爆炸抑制理論分析
第3章 B粉特性參數(shù)測試
    3.1 試驗樣品
    3.2 粉塵微觀形貌分析
        3.2.1 測試裝置
        3.2.2 測試結(jié)果分析
    3.3 粒徑分布測試
        3.3.1 測試裝置
        3.3.2 樣品粒徑分布測試分析
    3.4 最小點火能測試
        3.4.1 測試裝置及步驟
        3.4.2 結(jié)果分析
    3.5 爆炸下限與極限氧濃度測試
        3.5.1 測試裝置及方法
        3.5.2 結(jié)果分析
    3.6 最大爆炸壓力和爆炸指數(shù)測試
        3.6.1 測試裝置及方法
    3.7 本章總結(jié)
第4章 B粉爆炸實驗研究
    4.1 試驗材料
    4.2 實驗儀器
        4.2.1 粉塵發(fā)生系統(tǒng)
        4.2.2 點火系統(tǒng)
        4.2.3 控制采集系統(tǒng)
        4.2.4 抑制系統(tǒng)
    4.3 試驗方法
    4.4 實驗結(jié)果與分析
        4.4.1 預試驗
        4.4.2 B粉塵爆炸火焰實驗研究
        4.4.3 B粉塵爆炸氣流流場狀態(tài)研究
        4.4.4 B粉塵爆炸影響因素實驗研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 B粉塵抑爆實驗研究
    5.1 實驗材料
    5.2 實驗儀器及方法
    5.3 碳酸氫鈉及氮氣抑爆原理
    5.4 實驗方案設計
    5.5 實驗結(jié)果與分析
        5.5.1 抑制氣壓力對抑爆的影響
        5.5.2 延時時間對抑爆的影響
        5.5.3 噴氣時間對抑爆的影響
        5.5.4 抑制粉量對抑爆的影響
        5.5.5 不同抑制方式對抑爆的影響
    5.6 本章總結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 本文主要創(chuàng)新點
    6.3 本文不足與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間所開展的科研項目和發(fā)表的學術(shù)論文

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本文編號：2869643