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过热表面烟草粉尘阴燃实验研究

发布时间:2019-11-16 12:07
【摘要】:为了研究烟草粉尘阴燃发生的影响因素,运用锥形量热仪测定粉尘的热释放速率,改进现有的粉尘层最低着火温度测试仪,将3组不同粒径的的烟草粉尘置于热表面上进行阴燃实验研究。结果表明:制丝粉、切片粉、卷包烟末热释放速率峰值分别为90、91、75 k W/m2,切片粉火焰传播速度最快。峰值最低的卷包烟末于50 s左右率先热释放,切片粉制丝粉随后分别于75、80 s左右进行热释放;阴燃过程可进行阶段性分析,其中水分蒸发燃料氧化放热阶段粉尘温度相对稳定攀升,于氧化放热阶段温度突变,因此控制阴燃的产生,必须于水分蒸发燃料氧化放热阶段之前控制其发展趋势,做出相应有效的预警方案;粉尘顶层率先发生阴燃,随后阴燃逐渐向下传播直至粉尘完全燃尽;粉尘层达到阴燃温度时,顶层升温速率最高,中层底层在未发生阴燃时,顶层阴燃有预热作用;阴燃时间和实验持续时间都是随着粒径的增大而增大;粒径越小阴燃各阶段持续时间越短,致使阴燃越迅速越难控制。
【图文】:

示意图,实验装置,示意图,卷包


芡阜绫Vぱ跗釲┯Γ嘌员曜匀煌ǚ缜榭觥J?验用探针为1mm铠装K型热电偶,实验粉尘堆积高度50mm,热电偶设置高度分别为0、10、20、30、40mm处,烟草粉尘堆积高度为50mm,根据工贸行业重点可燃性粉尘目录(2015版)[安监总厅管四〔2015〕84号]中烟叶粉尘的粉尘层引燃温度为280℃,将热表面温度设置为280℃,图1为实验装置示意图。1.2实验材料1.2.1材料选择实验样品为切片、制丝以及卷包工艺除尘器收集的烟草粉尘,粒径大小关系为切片粉粒径最小,制丝粉次之,卷包烟末粒径最大,实验粉尘实物图如图2。图1实验装置示意图Fig.1Experimentaldevicediagram·48·

曲线,卷包,制丝,烟末


龋t:;k为样品导热系数,W(/m·K);ρ为样品密度,kg/m3;c为比热,J(/kg·K);q″为粉尘上表面辐射热通量,W/m2;ε为材料表面发射率;h为对流传热系数,,W(/m2·K);σ为斯蒂芬·波尔兹曼常数(σ=5.67×10-8W(/m2·K4))。3种烟草粉尘热释放速率曲线如图3所示。制丝粉、切片粉、卷包烟末热释放速率峰值分别为90、91、75kW/m2,切片粉火焰传播速度最快。峰值最低的卷包烟末于50s左右率先热释放,切片粉制丝粉随后分别于75、80s左右进行热释放。a切片粉b制丝粉c卷包烟末图2实验样品实物图Fig.2Physicaldrawingsofexperimentalsamples表1粉尘粒径大小Tab.1Dustparticlesize物料名称粒径大小切片粉1~200μm制丝粉特征长度1μm~1mm卷包烟末特征长度0.5~1.5cm图33种烟草粉尘热释放速率曲线Fig.3Heatreleaseratecurveof3kindsoftobaccodust·粉尘爆炸·张小良,等:过热表面烟草粉尘阴燃实验研究·49·

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