隔爆外壳内爆炸压力叠加现象研究

发布时间：2021-06-11 20:23

　　针对隔爆型防爆电器设备危险情况下可能产生的压力叠加现象,进行了研究和模拟试验,提出了一种避免压力叠压现象产生的隔爆型产品结构设计方案。首先,利用现有文献中气体爆炸压力值计算公式,对模拟试验中所产生爆炸压力进行计算。然后,根据所计算及实际测量出的压力值,对压力叠加现象的成因进行试验验证。最后,将产生压力叠加现象的试验数据与未产生压力叠加现象的试验数据进行分析比较。通过试验分析发现,压力叠加现象会造成腔体内爆炸压力的急速升高,使爆炸压力快速到达极大值,对隔爆外壳的防爆性能产生不利影响。对隔爆产品设计作出提醒,在结构上注意避免小孔或窄小通路造成两腔联通的现象。 

【文章来源】：自动化仪表. 2020,41(07)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

圆柱形隔爆外壳结构图

隔爆外壳内的爆炸试验流程如图2所示。本次试验采用两种形式的样品,分别为不加孔板的隔爆外壳1和加入孔板的隔爆外壳2(以下简称外壳1和外壳2)。外壳1与外壳2的不同之处仅为是否安装孔板。外壳1为一个完整贯通的腔体,两段壳体中间无任何阻碍。增加孔板的外壳2为两个腔体,中间通过孔板的孔进行联通,通过加入孔板模拟隔爆产品设计中产生的独立空腔结构。由于外壳2中的孔板结构,腔室A中的气体将产生压力重叠现象。

通过图3可以清晰地发现,当氢气被点燃时,伴随着一系列的燃烧化学反应,腔室B内的压力和温度不断升高。压力波及火焰阵面逐渐从腔室B的点火端传播到孔板的位置,进而通过孔板中的孔传播到另一个腔室。由小孔传导的火焰将腔室A内部的氢气点燃,在腔室A内部形成压力叠加现象。受试样品侧面2放置的压力传感器S2记录到的最大爆炸压力可达到0.65 MPa,侧面1放置的压力传感器S1记录到的最大爆炸压力可达到1.55 MPa,腔室A内的压力上升速率极高,可达到10.8 Pa/ns。无孔板的隔爆外壳1爆炸压力曲线如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]密闭管道瓦斯爆炸冲击波冲量及压力上升速率的实验研究[J]. 田诗雅,刘剑,高科.  中国安全生产科学技术. 2015(08)
[2]定容燃烧模拟装置内氢气绝热理论燃烧温度的计算[J]. 酒建刚,杨卫平,王艳萍,王建华,郭延超.  拖拉机与农用运输车. 2013(06)
[3]基于设备保护级别的防爆标志新方法[J]. 徐建平.  自动化仪表. 2011(05)
[4]多元可燃性混合气体最大爆炸压力的简化计算[J]. 吴志远,胡双启,谭迎新.  燃烧科学与技术. 2010(02)
[5]氢燃发动机国内外研究进展概览[J]. 王宇,马凡华.  小型内燃机与摩托车. 2007(06)
[6]隔爆型电气设备外壳强度及刚度设计与计算[J]. 张丽晓,潘维新,马经纲,陈云松.  电气防爆. 2000(02)

博士论文
[1]受限空间气体爆炸传播及其动力学过程研究[D]. 王志荣.南京工业大学 2005



本文编号：3225220