【摘要】：斗式提升機作為垂直糧食輸送系統(tǒng)中最廣泛應用的設備,在工作時容易產(chǎn)生大量的糧食粉塵,一旦發(fā)生粉塵爆炸將造成大量人員傷亡和財產(chǎn)損失,因此針對斗式提升機內(nèi)部糧食粉塵爆炸規(guī)律的研究迫在眉睫。本文結(jié)合理論分析、實驗測定和數(shù)值模擬的方法,利用20L球形粉塵爆炸實驗儀器對斗式提升機內(nèi)糧食粉塵爆炸特性參數(shù)進行實驗測定,在此基礎上,通過計算流體力學(CFD)技術,選用Eddy Break Up(渦破碎)等模型對斗式提升機內(nèi)的糧食粉塵爆炸過程進行數(shù)值模擬,主要工作和研究成果如下:首先,開展了以五常市某糧食加工企業(yè)現(xiàn)場斗式提升機為研究對象的實驗研究,將其內(nèi)部糧食粉塵作為實驗樣品,利用激光粒度分析儀測定粉塵粒徑分布規(guī)律,通過20L球形粉塵爆炸實驗儀器測定粉塵爆炸下限濃度、最大爆炸壓力以及最大爆炸上升速率,總結(jié)爆炸壓力以及爆炸上升速率與粉塵質(zhì)量濃度的關系,并根據(jù)粉塵爆炸危險性分級,識別出該糧食粉塵爆炸危險性;其次利用CFD技術對斗式提升機內(nèi)部的糧食粉塵爆炸過程進行數(shù)值模擬研究,得到壓力變化規(guī)律,利用實驗測定參數(shù)進行可靠性驗證,結(jié)果表明實驗與數(shù)值模擬擬合較好;最后,改變斗式提升機的計算區(qū)域結(jié)構(長徑比)、粉塵質(zhì)量濃度以及點火位置條件進行粉塵爆炸過程數(shù)值模擬,得到不同時刻斗式提升機內(nèi)部的溫度云圖、速度云圖以及壓力變化規(guī)律,揭示了長徑比、粉塵質(zhì)量濃度以及點火位置與糧食粉塵爆炸的關系,模擬結(jié)果表明:隨著斗式提升機長徑比的增加,粉塵爆炸產(chǎn)生的溫度、速度與壓力峰值不斷增加;在300g/m~3-700g/m~3質(zhì)量濃度范圍內(nèi),最大壓力與質(zhì)量濃度成正相關,在700g/m~3-900g/m~3質(zhì)量濃度范圍內(nèi),最大壓力與質(zhì)量濃度成負相關;中部點火條件對粉塵爆炸速率有著促進作用,對爆炸壓力峰值沒有促進作用,底部點火條件會產(chǎn)生更大的壓力峰值。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS210.3
【圖文】：

哈爾濱理工大學工學碩士學位論文第 3 章 粉塵爆炸實驗玉米、小麥等糧食在斗式提升機內(nèi)運輸，卸料時會與高速運作的畚斗，對糧食產(chǎn)生一個較大的摩擦力和沖擊力，糧食顆粒在運輸期間也會，造成粉塵的飛逸，形成可燃粉塵云團，在密閉的斗式提升機內(nèi)與空成粉塵爆炸條件，發(fā)生粉塵爆炸。因此我們針對斗式提升機內(nèi)的粉塵爆炸壓力與規(guī)律的實驗研究，為斗式提升機內(nèi)部粉塵爆炸數(shù)值模擬提數(shù)據(jù)支持。實驗樣品本實驗粉塵樣品是在五常市某糧食加工企業(yè)的斗式提升機以及收塵器糧食粉塵，由于粉塵粒徑對實驗有著較為重要的影響，因此選用 粒度分析儀來檢測糧食粉塵的粒徑，圖 3-1 為 LS-909 激光粒度分析分布檢測結(jié)果如圖 3-2。

圖 3-2 粉塵粒徑分布圖Fig.3-2 distribution chart of dust particle size 實驗裝置根據(jù) GB16426《粉塵云最大爆炸壓力和最大壓力上升速率測定方法》，采用 HY16426B 型號的氣體、粉塵、液霧爆炸實驗裝置，裝置實物a)所示，其結(jié)構示意圖如 3-3(b)所示。

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