除尘管道内木粉尘点燃及爆炸特性试验研究
发布时间：2021-03-05 03:00
近年来除尘系统使用越来越广泛,但由于人们对可燃性粉尘的除尘系统粉尘爆炸认识不足,使木材加工、粮食存储等行业中因除尘管道引起的粉尘爆炸事故频发,造成大量的人财损失。除尘管道内流体运动复杂,爆炸发生机理研究难度较大。因而针对除尘管道粉尘爆炸过程进行分析,对除尘系统的防爆设计指导尤为重要。基于上述问题,本文运用热重仪、粉尘着火测试装置、锥形量热仪、1.2L哈特曼管爆炸实验装置和自行搭建的通风除尘管道粉尘爆炸测试装置,以柏木粉为例,研究了粉尘的热解、点燃及爆炸特性,得到以下规律:（1）采用热重分析仪与锥形量热仪分析柏木粉的热解过程。结果表明:柏木粉的燃烧过程包括木粉尘干燥阶段、过渡阶段、热解阶段、燃尽阶段。从热重曲线知,柏木粉的热解速率与升温速率成正比关系。在锥形量热仪进行实验时,热辐射通量越高引燃时间越小,平均热释放速率、热释放速率峰值越高。在相同辐射强度下,柏木粉的粒径越小越容易引燃。（2）采用粉尘着火温度测试设备分析柏木粉的点燃规律。结果表明:粉尘层最低着火温度范围为248℃328℃,粉尘云最低着火温度范围为442℃465℃。堆积越厚的粉尘越易...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内蒙古人造板有限公司粉尘爆炸现场图
西安建筑科技大学硕士学位论文2图1.1内蒙古人造板有限公司粉尘爆炸现场图如图1.2所示，XHIYUAN[5]对木材加工企业木粉爆炸发生部位进行数据分析，发现除尘系统事故发生率位居第一。通风除尘系统中含有大量可燃性粉尘与空气的混合物，当遇到点火源时极易引发粉尘爆炸，产生的冲击波会引起粉尘的二次扬起，进而引发二次爆炸[7]。例如：2014年8月2日，昆山中荣金属制品有限公司抛光车间中1号除尘器发生爆炸后沿除尘管道向车间后传播，造成97死163伤[8]。图1.2木材加工企业粉尘爆炸事故发生部位占比分布国内经常使用除尘器来降低粉尘浓度，从而阻止粉尘危险发生。而除尘器设备种类和组合方式多元化，作为木材加工企业除尘的主要设备，一旦发生爆炸则后果惨重[9]。通过本论文的研究，能对通风除尘系统内粉尘爆炸过程有进一步的认
西安建筑科技大学硕士学位论文4击波的传播逐渐衰减；另一种是由于化学反应放出的热量维持冲击波稳速传播，使危险物质快速发生化学反应。由爆炸相关理论概括粉尘爆炸过程机理为：外界供给木粉粒子热能，使粒子表面温度上升，粒子表面发生热解产生气体，并与空气混合形成爆炸性气体，进而发火产生火焰，火焰产生的热能会重复作用在粉尘表面促进粒子分解，进一步传播[10]。abcd图1.3粉尘爆炸机理1.2.3粉尘爆炸特点粉尘爆炸过程所需的点火能量要比气体爆炸大得多，爆炸过程中压力传播快于火焰传播，粉尘爆炸所产生的冲击波和高温火焰，可使爆炸压力迅速上升，对周围事物的破坏特别大。粉尘爆炸过程伴随不完全燃烧，产生有毒有害产物，引发严重后果。粉尘爆炸的反应速度和爆炸压力增长较快，距离初始爆炸点越远、破坏力越强，遇到障碍物或拐角发生反射，使爆炸压力成倍增加。粉尘爆炸产生的能量使空气迅速膨胀，爆炸中心形成负压区使粉尘发生逆流，引发“二次爆炸”，由于此时粉尘浓度大于初次爆炸粉尘浓度，因而产生的压力和破坏力要大于初次爆炸[11]。1.3国内外研究现状数据表明，木粉爆炸事故量占总粉尘爆炸事故发生量的17％，仅次于粮食粉尘爆炸事故率[12]。粉尘燃烧与爆炸可以随条件而转化，是一种复杂的物理化学现象，为了了解爆炸的产生、发展及传播过程，众多学者通过软件模拟、实验研究等方法对工业生产中的各类伴生粉尘进行研究[13]。木粉尘爆炸的研究主要集中在热解规律、点燃特性、爆炸特性及抑爆方法等方面，并获得了大量的科学研究成果[14]。根据木粉尘的热解、点燃过程的可以探索粉尘爆炸发生过程的内在发展机理。
本文编号：3064455
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内蒙古人造板有限公司粉尘爆炸现场图
西安建筑科技大学硕士学位论文2图1.1内蒙古人造板有限公司粉尘爆炸现场图如图1.2所示，XHIYUAN[5]对木材加工企业木粉爆炸发生部位进行数据分析，发现除尘系统事故发生率位居第一。通风除尘系统中含有大量可燃性粉尘与空气的混合物，当遇到点火源时极易引发粉尘爆炸，产生的冲击波会引起粉尘的二次扬起，进而引发二次爆炸[7]。例如：2014年8月2日，昆山中荣金属制品有限公司抛光车间中1号除尘器发生爆炸后沿除尘管道向车间后传播，造成97死163伤[8]。图1.2木材加工企业粉尘爆炸事故发生部位占比分布国内经常使用除尘器来降低粉尘浓度，从而阻止粉尘危险发生。而除尘器设备种类和组合方式多元化，作为木材加工企业除尘的主要设备，一旦发生爆炸则后果惨重[9]。通过本论文的研究，能对通风除尘系统内粉尘爆炸过程有进一步的认
西安建筑科技大学硕士学位论文4击波的传播逐渐衰减；另一种是由于化学反应放出的热量维持冲击波稳速传播，使危险物质快速发生化学反应。由爆炸相关理论概括粉尘爆炸过程机理为：外界供给木粉粒子热能，使粒子表面温度上升，粒子表面发生热解产生气体，并与空气混合形成爆炸性气体，进而发火产生火焰，火焰产生的热能会重复作用在粉尘表面促进粒子分解，进一步传播[10]。abcd图1.3粉尘爆炸机理1.2.3粉尘爆炸特点粉尘爆炸过程所需的点火能量要比气体爆炸大得多，爆炸过程中压力传播快于火焰传播，粉尘爆炸所产生的冲击波和高温火焰，可使爆炸压力迅速上升，对周围事物的破坏特别大。粉尘爆炸过程伴随不完全燃烧，产生有毒有害产物，引发严重后果。粉尘爆炸的反应速度和爆炸压力增长较快，距离初始爆炸点越远、破坏力越强，遇到障碍物或拐角发生反射，使爆炸压力成倍增加。粉尘爆炸产生的能量使空气迅速膨胀，爆炸中心形成负压区使粉尘发生逆流，引发“二次爆炸”，由于此时粉尘浓度大于初次爆炸粉尘浓度，因而产生的压力和破坏力要大于初次爆炸[11]。1.3国内外研究现状数据表明，木粉爆炸事故量占总粉尘爆炸事故发生量的17％，仅次于粮食粉尘爆炸事故率[12]。粉尘燃烧与爆炸可以随条件而转化，是一种复杂的物理化学现象，为了了解爆炸的产生、发展及传播过程，众多学者通过软件模拟、实验研究等方法对工业生产中的各类伴生粉尘进行研究[13]。木粉尘爆炸的研究主要集中在热解规律、点燃特性、爆炸特性及抑爆方法等方面，并获得了大量的科学研究成果[14]。根据木粉尘的热解、点燃过程的可以探索粉尘爆炸发生过程的内在发展机理。
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