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粉塵爆炸試驗(yàn)的過(guò)程模擬與分析
更新時(shí)間:2017-04-05 點(diǎn)擊次數(shù):2789次
粉塵爆炸試驗(yàn)的過(guò)程模擬與分析
粉塵爆炸試驗(yàn)只有在特定的復(fù)合條件下才會(huì)出現(xiàn):①粉塵具有可燃性(或氧化性);②粉塵達(dá)到一定濃度;③氣體中達(dá)到一定氧含量;④氣體達(dá)到一定溫度:⑤存在火星、火源或靜電。另外,粉塵的粒徑越小,則比表面積越大,越容易發(fā)生爆炸。
通過(guò)對(duì)比分析這些粉塵爆炸試驗(yàn)裝置,本人發(fā)現(xiàn),要想粉塵爆炸試驗(yàn)成功,必須滿足以下幾個(gè)條件:1.面粉要足夠干燥,而且顆粒越細(xì)越好;2.揚(yáng)塵足夠多,即粉塵要達(dá)到一定濃度,因此鼓進(jìn)的空氣速度要足夠快;3.鼓進(jìn)空氣時(shí)火焰不能熄滅。這些就是粉塵爆炸試驗(yàn)成功的核心問(wèn)題,解決了這些問(wèn)題,離粉塵爆炸試驗(yàn)成功就不遠(yuǎn)了。
粉塵爆炸是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程,因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程受大量的物理因素的影響。其爆炸機(jī)理至今還沒(méi)有探討的很清楚。有學(xué)者認(rèn)為:粉塵爆炸是粉塵粒子表面與氧產(chǎn)生反應(yīng)所引起的,不像氣體爆炸那樣,是可燃物與氧化劑均勻混合后的反應(yīng),而是某種凝固的可燃物與周圍存在著氧化劑這一不均勻狀態(tài)中進(jìn)行的反應(yīng)。因此,認(rèn)為粉塵爆炸是介于氣體爆炸與炸藥爆炸二者中間的一種狀態(tài),這種爆炸所放出的能量,若以zui大值進(jìn)行比較,則可達(dá)到氣體爆炸的幾倍。但粉塵爆炸與氣體爆炸是不相同的,前者所需要的發(fā)火能比后者要大的多,這可以從粉塵爆炸試驗(yàn)的過(guò)程看出:
1)供給粒子表面以熱能,使其溫度升高;
2)粒子表面的分子由于熱分解或干餾的作用,而變?yōu)闅怏w分布在粒子的周圍;
3)由于這些火焰產(chǎn)生的熱,加速了粉塵的分解。
如此循環(huán)往復(fù)放出氣相的可燃性物質(zhì)與空氣混合,繼續(xù)發(fā)火傳播。
可見,粉粉塵爆炸試驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是氣體爆炸。因此,可以認(rèn)為粉塵本身包含有可燃性氣體。由上粉塵爆炸試驗(yàn)可知,促使粒子表面溫度升高的原因不只是熱傳導(dǎo),熱輻射的作用更大,這是與氣體爆炸的不同之處。然而,含能材料粉塵的點(diǎn)火、爆炸則不同于普通粉塵,它包括以下幾大部分:
1)通過(guò)熱傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射的能量傳遞;
2)惰性加熱:即輻射的深層吸收,含能材料內(nèi)部的熱傳導(dǎo);
3)固體分解;
4)氣態(tài)組分與凝聚相之間的多相反應(yīng)。