基于標(biāo)準(zhǔn)20 L球形爆炸裝置,在相同測試條件下,分別測量了石松子粉塵、甲烷和不同濃度配比的甲烷/石松子粉塵混合體系爆炸下限,并將測試結(jié)果與Le Chatelier’s law、Bartknecht curve、Jiang method等混合體系爆炸下限預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:低于爆炸下限的甲烷和低于爆炸下限的石松子粉塵混合后仍具有爆炸危險性。石松子粉塵爆炸下限隨混合體系中甲烷體積分?jǐn)?shù)的增高而減小。Le Chatelier’s law、Bartknecht curve、Jiang method均不能準(zhǔn)確預(yù)測甲烷/石松子粉塵混合體系爆炸下限。Le Chatelier’s law對甲烷體積分?jǐn)?shù)φ與甲烷爆炸下限φ_L之比φ/φ_L<0.5的混合體系爆炸下限的預(yù)測值偏小,而對φ/φ_L>0.5的混合體系預(yù)測值偏大;Bartknecht curve在預(yù)測φ/φ_L>0.5的混合體系爆炸下限時適用性較好,而對于φ/φ_L<0.5的混合體系預(yù)測值偏小;Jiang metho... 

【文章來源】：爆炸與沖擊. 2017,37(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

實驗裝置示意圖

慊鶩啡菀滓?稹骯??вΑ?［16］，且10kJ的化學(xué)點火頭引起的壓力效應(yīng)會局部掩蓋氣粉混合體系的爆炸壓力變化規(guī)律［17］。因此，本實驗采用點火能量為500J的化學(xué)點火頭進(jìn)行點火。該點火頭引起的壓力峰值約為8kPa，相對較小，在很大程度上避免了點火頭對混合體系爆炸壓力變化規(guī)律的影響，并且該點火頭在實驗過程中能夠?qū)崿F(xiàn)爆炸介質(zhì)的穩(wěn)定點火。采用德國產(chǎn)EHPMC131型高頻壓力傳感器測量爆炸壓力，量程為2MPa，采集頻率為5kHz。甲烷純度為99．99%，石松子粉塵中位直徑為38．7μm。實驗前均進(jìn)行干燥處理，其粒徑和結(jié)構(gòu)分布如圖2～3所示。為了確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，每個實驗工況至少重復(fù)3次。圖2石松子粉塵粒徑分布圖Fig．2Diameterdistributionoflycopodiumdust圖3石松子粉塵掃描電鏡圖Fig．3Scanningelectronmicroscopeoflycopodiumdust2實驗結(jié)果與分析2．1判定準(zhǔn)則的選擇介質(zhì)是否發(fā)生爆炸通常采用火焰和壓力判定準(zhǔn)則［18-19］�；鹧媾卸�(zhǔn)則需結(jié)合圖像技術(shù)，僅適用于可視工況。由于本裝置觀察視窗較小，無法準(zhǔn)確捕捉容器內(nèi)火焰?zhèn)鞑討B(tài)，但可以精確記錄容器內(nèi)壓力變化規(guī)律，因此采用壓力變化為判定準(zhǔn)則。EN1839中規(guī)定，當(dāng)可燃?xì)怏w被點燃后容器內(nèi)爆炸壓力提升率Ｒp≥5%時，即可認(rèn)為發(fā)生了爆炸，其中:Ｒp=(pex－p0－Δpig)/p0(4)式中:pex為爆炸壓力峰值，p0為初始壓力，取p0=101．3kPa，Δpig為點火頭引起壓升值，本實驗中Δpig≈8kPa�？扇�?xì)怏w爆炸下限取爆炸發(fā)生與不發(fā)生的兩個濃度的平均值。EN14034-3:2006規(guī)定當(dāng)容器中粉塵爆炸壓力pex≥(pig+50kPa)時，即可認(rèn)為容器內(nèi)粉塵發(fā)生了爆炸，其中pig=p0+Δpig。粉塵爆炸下限取不能發(fā)生爆炸的最小粉塵質(zhì)量濃度。2．2爆?

捎玫慊鵡芰課?500J的化學(xué)點火頭進(jìn)行點火。該點火頭引起的壓力峰值約為8kPa，相對較小，在很大程度上避免了點火頭對混合體系爆炸壓力變化規(guī)律的影響，并且該點火頭在實驗過程中能夠?qū)崿F(xiàn)爆炸介質(zhì)的穩(wěn)定點火。采用德國產(chǎn)EHPMC131型高頻壓力傳感器測量爆炸壓力，量程為2MPa，采集頻率為5kHz。甲烷純度為99．99%，石松子粉塵中位直徑為38．7μm。實驗前均進(jìn)行干燥處理，其粒徑和結(jié)構(gòu)分布如圖2～3所示。為了確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，每個實驗工況至少重復(fù)3次。圖2石松子粉塵粒徑分布圖Fig．2Diameterdistributionoflycopodiumdust圖3石松子粉塵掃描電鏡圖Fig．3Scanningelectronmicroscopeoflycopodiumdust2實驗結(jié)果與分析2．1判定準(zhǔn)則的選擇介質(zhì)是否發(fā)生爆炸通常采用火焰和壓力判定準(zhǔn)則［18-19］�；鹧媾卸�(zhǔn)則需結(jié)合圖像技術(shù)，僅適用于可視工況。由于本裝置觀察視窗較小，無法準(zhǔn)確捕捉容器內(nèi)火焰?zhèn)鞑討B(tài)，但可以精確記錄容器內(nèi)壓力變化規(guī)律，因此采用壓力變化為判定準(zhǔn)則。EN1839中規(guī)定，當(dāng)可燃?xì)怏w被點燃后容器內(nèi)爆炸壓力提升率Ｒp≥5%時，即可認(rèn)為發(fā)生了爆炸，其中:Ｒp=(pex－p0－Δpig)/p0(4)式中:pex為爆炸壓力峰值，p0為初始壓力，取p0=101．3kPa，Δpig為點火頭引起壓升值，本實驗中Δpig≈8kPa�？扇�?xì)怏w爆炸下限取爆炸發(fā)生與不發(fā)生的兩個濃度的平均值。EN14034-3:2006規(guī)定當(dāng)容器中粉塵爆炸壓力pex≥(pig+50kPa)時，即可認(rèn)為容器內(nèi)粉塵發(fā)生了爆炸，其中pig=p0+Δpig。粉塵爆炸下限取不能發(fā)生爆炸的最小粉塵質(zhì)量濃度。2．2爆炸下限測量結(jié)果選取0．2%作為甲烷體積分?jǐn)?shù)變化梯度，實驗測得不同濃度的甲烷爆炸壓力提升率Ｒp如圖4所示。由圖4可知，本實驗工況下甲烷爆?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石松子粉塵爆炸危險性及抑爆研究[J]. 彭于懷,黃麗媛,曹衛(wèi)國,鄭俊杰,卑鳳利,潘峰.  爆破器材. 2014(06)
[2]石松子粉最小點火能試驗研究[J]. 黃麗媛,曹衛(wèi)國,徐森,張建新,秋珊珊,潘峰.  爆破器材. 2012(05)



本文編號：3025593