B粉尘爆炸特性及抑爆试验研究

发布时间：2020-11-04 04:51

　　 B粉因为其高反应活性作为重要的反应中间体被广泛应用于染料、农药、医药、建材、油品及燃料等化工行业当中。本文首先检测B粉尘的粒径分布、最小点火能量、爆炸下限、极限氧浓度、最大爆炸压力及爆炸指数,得出其爆炸界限与爆炸强度,并以此为研究基础,利用自主设计的圆形管道内粉尘燃烧、抑爆实验测试装置进一步研究了B粉尘燃烧后火焰运动规律和其上端流场变化规律,分析了影响B粉尘爆炸的因素和在氮气和碳酸氢钠作为抑制剂的情况下不同影响因素对B粉尘爆炸效果的影响。经测试得出B粉尘中位经为26.22μm,最小点火能量在4.3-6.3mJ之间,爆炸下限在40 g/m~3-50 g/m~3之间,极限氧浓度为6%,最大爆炸压力为0.72MPa,爆炸指数为22.77MPa·m/s,属于有爆炸危险的粉尘且其爆炸烈度等级为强。经研究得出B粉尘爆炸火焰起初是紊乱状态,然后逐渐聚拢为若干条泪状火焰,并时间火焰逐渐下移。B火焰气流组织初期的运动方式主要为涡旋上升,随后流动方向逐渐向中心靠拢,呈现螺旋蜿蜒上升状态,最终火焰发展为不断更新的多层蘑菇云传播状态。B粉尘爆炸过程可分为预热阶段、爆炸猛烈阶段和熄灭阶段。在其他条件相同情况下,B粉尘喷粉压力越大,其预热时间越短,爆炸猛烈时间及熄灭时间越长,最大火焰高度和最终熄火点高度越高;在其他条件相同情况下,B粉尘量越大,预热时间越长,爆炸猛烈时间及熄灭时间越长,最大火焰高度和最终熄火点高度越高。在B粉尘爆炸火焰抑制上,本文主要研究抑爆延时时间、抑制粉量、抑制气压力、喷气时间及抑制方式对爆炸熄灭时间、最高火焰高度和最终熄火点高度的影响来判断其对火焰的抑制效果,研究得出:在竖直管道内,随着抑制气压力增大,碳酸氢钠+氮气对B粉尘爆炸火焰的抑制呈先增强后减弱现象;随着抑爆动作延时时间的延长,碳酸氢钠+氮气的抑爆效果逐渐减弱;随着喷气时间的增长,B爆炸火焰抑制效果越好。当抑制粉量的小于1g时,其对B爆炸火焰基本无影响,当抑制粉量的超过1g后,其对B爆炸火焰的抑制速率呈先增加后减小的现象;在其他条件相同情况下,氮气+碳酸氢钠的抑制效果要好于只用氮气时的效果。
【学位单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X932
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 粉尘爆炸国内外研究现状
        1.3.2 粉尘抑爆国内外研究现状
    1.4 课题主要研究内容
第2章 粉尘爆炸及抑制理论分析
    2.1 粉尘爆炸的理论分析
    2.2 粉尘爆炸抑制理论分析
第3章 B粉特性参数测试
    3.1 试验样品
    3.2 粉尘微观形貌分析
        3.2.1 测试装置
        3.2.2 测试结果分析
    3.3 粒径分布测试
        3.3.1 测试装置
        3.3.2 样品粒径分布测试分析
    3.4 最小点火能测试
        3.4.1 测试装置及步骤
        3.4.2 结果分析
    3.5 爆炸下限与极限氧浓度测试
        3.5.1 测试装置及方法
        3.5.2 结果分析
    3.6 最大爆炸压力和爆炸指数测试
        3.6.1 测试装置及方法
    3.7 本章总结
第4章 B粉爆炸实验研究
    4.1 试验材料
    4.2 实验仪器
        4.2.1 粉尘发生系统
        4.2.2 点火系统
        4.2.3 控制采集系统
        4.2.4 抑制系统
    4.3 试验方法
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 预试验
        4.4.2 B粉尘爆炸火焰实验研究
        4.4.3 B粉尘爆炸气流流场状态研究
        4.4.4 B粉尘爆炸影响因素实验研究
    4.5 本章小结
第5章 B粉尘抑爆实验研究
    5.1 实验材料
    5.2 实验仪器及方法
    5.3 碳酸氢钠及氮气抑爆原理
    5.4 实验方案设计
    5.5 实验结果与分析
        5.5.1 抑制气压力对抑爆的影响
        5.5.2 延时时间对抑爆的影响
        5.5.3 喷气时间对抑爆的影响
        5.5.4 抑制粉量对抑爆的影响
        5.5.5 不同抑制方式对抑爆的影响
    5.6 本章总结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 本文主要创新点
    6.3 本文不足与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 韦生敏;;企业粉尘爆炸防治技术与对策[J];化工管理;2019年01期

2 李鹏举;张保;余珍;;粉尘爆炸危险场所重大隐患与典型控制措施分析[J];河南科技;2018年34期

3 甘济升;;散粮输送系统粉尘爆炸与防范措施[J];现代食品;2018年04期

4 王发应;邓明非;周凤顶;王英;;粉尘爆炸实验的创新设计[J];化学教学;2017年02期

5 高智超;;粉尘爆炸实验的创新[J];中学化学教学参考;2018年06期

6 汤芹;;粉尘爆炸实验的改进[J];中小学实验与装备;2006年01期

7 张俊允;;自制粉尘爆炸器[J];教学仪器与实验;2006年08期

8 赵西梅;王东;;对粉尘爆炸试验的改进[J];教学仪器与实验;2007年05期

9 郜永琴;;粉尘爆炸影响因素的实验研究[J];实验教学与仪器;2009年S2期

10 向凤武;;粉尘爆炸演示仪的改进[J];中小学实验与装备;2009年01期

相关博士学位论文 前5条

1 张小良;医药行业C_8H_8KNO_5（克拉维酸钾）混合粉尘在输运管道内爆炸特性的研究[D];东华大学;2012年

2 曹卫国;褐煤粉尘爆炸特性实验及机理研究[D];南京理工大学;2016年

3 魏吴晋;铝纳米粉尘爆炸及其抑制技术研究[D];中国矿业大学;2010年

4 任纯力;粉尘云最小点火能实验研究与数值模拟[D];东北大学;2011年

5 王健;粮食粉尘爆炸的实验研究与数值模拟[D];东北大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 周建华;纳米PMMA粉尘爆炸抑制机理研究[D];大连理工大学;2019年

2 刘晓晨;B粉尘爆炸特性及抑爆试验研究[D];上海应用技术大学;2019年

3 梁乐乐;蔗糖粉尘爆炸试验及分布数值模拟研究[D];广西大学;2019年

4 王跃文;热固性树脂镜片粉尘爆炸特性及防护措施应用研究[D];华南理工大学;2019年

5 吴雨蒙;烟草粉尘爆炸特性研究及其生产环境风险评估[D];广东工业大学;2019年

6 迟长宇;斗式提升机粉尘爆炸实验与数值模拟研究[D];哈尔滨理工大学;2019年

7 马冉;LDPE粉尘爆炸特性及惰化研究[D];北京石油化工学院;2018年

8 万杭炜;木制品加工粉尘爆炸特性实验研究[D];西安建筑科技大学;2018年

9 马汉翔;梧桐树粉尘爆炸特性及其粉尘爆炸危险性分类研究[D];南京理工大学;2018年

10 何勇;CMC粉尘火灾爆炸风险分析及预防措施研究[D];华南理工大学;2018年

本文编号：2869643