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管道内纤维板粉尘云火焰传播特性研究

工业安全与环保 2024年

作者：周天添何中其陈利平南京理工大学安全科学与工程学院

为探究密度纤维板加工过程中产生的纤维板粉尘云火焰传播特性，采用自主搭建的粉尘云火焰传播测试平台，通过高速摄像设备记录火焰传播全过程，量化纤维板尘云从点燃到火焰传播至最大高度的传播过程，分别探讨粉尘质量浓度、粒径及管道... 详细信息

为探究密度纤维板加工过程中产生的纤维板粉尘云火焰传播特性，采用自主搭建的粉尘云火焰传播测试平台，通过高速摄像设备记录火焰传播全过程，量化纤维板尘云从点燃到火焰传播至最大高度的传播过程，分别探讨粉尘质量浓度、粒径及管道长度对纤维板粉尘云火焰传播的影响。结果表明，在300mm管道内喷粉压力为0.4MPa，点火能量为5J，点火延迟时间为60ms条件下，纤维板粉尘云火焰传播最佳质量浓度为1000g/m3，此时火焰传播距离为650.88mm，火焰传播最大速度为5.73m/s。粉尘粒径越小的纤维板粉尘云，其火焰传播受点火能量影响更大。管道长度及点火能量的增加均会导致火焰传播距离与速度增大。不同条件下纤维板粉尘火焰传播初始速度均在1.5m/s左右。

关键词：纤维板粉尘哈特曼管火焰传播

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基于哈特曼管的粉尘爆炸仿真模拟研究

能源技术与管理 2021年第5期46卷 171-173页

作者：冯黎莉天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

为了对粉尘的爆炸过程和爆炸规律有一个直观的认识,以煤粉为研究对象,将内径6.9 cm、壁厚0.95 cm、高29.65 cm、装置整体容积为1.2 L的哈特曼管作为爆炸发生器来研究粉尘爆炸现象。通过对哈特曼管建模,利用模拟仿真软件对煤粉爆炸的喷... 详细信息

为了对粉尘的爆炸过程和爆炸规律有一个直观的认识,以煤粉为研究对象,将内径6.9 cm、壁厚0.95 cm、高29.65 cm、装置整体容积为1.2 L的哈特曼管作为爆炸发生器来研究粉尘爆炸现象。通过对哈特曼管建模,利用模拟仿真软件对煤粉爆炸的喷粉过程和爆炸过程进行数值模拟,结果显示在哈特曼管上对煤粉爆炸进行数值模拟计算是可行的。通过有限元分析与可视化的有机结合,可以将粉尘爆炸从理论到仿真生动形象地展示出来,对粉尘爆炸事故的特征规律进行了提炼总结。

关键词：粉尘爆炸哈特曼管有限元分析数值模拟虚拟仿真

MgH_(2)粉尘火焰传播过程与热辐射特性

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火炸药学报 2023年第2期46卷 157-162,I0009页

作者：张云贾月杨振欣赵懿明赵凤起裴庆徐司雨焦枫媛吴星亮徐森曹卫国西安近代化学研究所燃烧与爆炸技术重点实验室陕西西安710065 中北大学环境与安全工程学院山西太原030051 北京航天试验技术研究所北京100048 南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094

为了探究MgH_(2)粉尘爆炸火焰传播过程及其热辐射特性,采用改进后的哈特曼管装置对其进行点火实验,通过高速摄像机、热辐射仪和红外热成像仪同步记录MgH_(2)粉尘的火焰传播、热辐射通量和温度场变化过程。结果表明,点火后MgH_(2)火焰持... 详细信息

为了探究MgH_(2)粉尘爆炸火焰传播过程及其热辐射特性,采用改进后的哈特曼管装置对其进行点火实验,通过高速摄像机、热辐射仪和红外热成像仪同步记录MgH_(2)粉尘的火焰传播、热辐射通量和温度场变化过程。结果表明,点火后MgH_(2)火焰持续增长形成连续的燃烧区域,达到最大值后开始衰减并出现离散状火焰;粉尘质量浓度在150~1000g/m^(3)范围内,火焰前锋阵面的最大传播高度和最大传播速度随着质量浓度的增大呈现出先增大后减小的规律,均在750g/m^(3)时最大,分别达到1138mm和45m/s;热辐射通量随着粉类质量浓度的增加逐渐增大,在火球正上方的3号热辐射通量最大值达到31.7kW/m2,远高于火球两侧的1号和2号热辐射通量;火焰中心区域温度最高,向四周逐渐降低,高温区集中在火焰上部。

关键词：爆炸力学 MgH_(2) 储氢材料粉尘爆炸哈特曼管火焰传播温度场热辐射

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哈特曼装置上粉尘浓度的测量

东北大学学报（自然科学版） 2007年第4期28卷 493-496页

作者：李新光董洪光 S.Radandt 东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室辽宁沈阳110004 应用系统安全及劳动医学研究协会曼海姆68165

粉尘浓度和湍流速度对粉尘爆炸猛烈程度和粉尘云最小着火能的测试有很大影响.针对1.2 L哈特曼装置上的粉尘浓度进行了测量研究,并对测量数据进行了分析讨论,得到了1.2 L哈特曼管上不同位置高度的粉尘浓度随时间的变化曲线.粉尘浓度随哈... 详细信息

粉尘浓度和湍流速度对粉尘爆炸猛烈程度和粉尘云最小着火能的测试有很大影响.针对1.2 L哈特曼装置上的粉尘浓度进行了测量研究,并对测量数据进行了分析讨论,得到了1.2 L哈特曼管上不同位置高度的粉尘浓度随时间的变化曲线.粉尘浓度随哈特曼管高度位置分布很不均匀.对于哈特曼管电极位置高度,当点火延迟时间170 ms、计算浓度为500 g/m3时,其粉尘测量浓度近似等于计算浓度;当计算浓度低于500 g/m3时,其测量浓度高于计算浓度.当计算浓度大于500 g/m3时,测量浓度低于计算浓度.哈特曼管上粉尘浓度随高度分布的获得,为最小着火能在不同装置上的测试比较提供了数据,为粉尘爆炸数学模型的检验提供了依据.

关键词：粉尘爆炸粉尘浓度测量浓度标定哈特曼管最小着火能

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点火能量对煤尘爆炸火焰传播规律的影响

中北大学学报（自然科学版） 2022年第1期43卷 70-75页

作者：赵懿明刘毅飞杨振欣张传彪许张归张欣周庄红李雯娟曹卫国中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

为了探明点火能量大小对煤尘爆炸火焰传播规律的影响,以褐煤粉为研究对象,采用哈特曼管在不同点火能量大小下对质量浓度为500 g/m^(3)的煤尘爆炸的火焰传播行为进行了实验研究.以高速摄影记录火焰传播过程,并通过数形结合的方法处理得... 详细信息

为了探明点火能量大小对煤尘爆炸火焰传播规律的影响,以褐煤粉为研究对象,采用哈特曼管在不同点火能量大小下对质量浓度为500 g/m^(3)的煤尘爆炸的火焰传播行为进行了实验研究.以高速摄影记录火焰传播过程,并通过数形结合的方法处理得到火焰前锋阵面传播距离和传播速度,以此来评估点火能量对火焰传播的影响.实验中煤尘爆炸火焰向管口和管底两个方向传播,管口方向火焰喷出管后在管口上端形成蘑菇云状火焰,管底方向火焰相较于管口方向传播速度较慢;3 J,5 J,8 J点火能量下,管口方向火焰前锋阵面最大传播距离分别为0.341 m,0.48 m,0.525 m,火焰传播速度分别在78.7 ms,62.3 ms,52.1 ms达到速度最大值4.72 m/s,5.91 m/s,5.48 m/s;管底方向火焰相较于管口方向火焰出现时间滞后,3 J,5 J,8 J点火能量下分别在140 ms,20 ms,10 ms时出现火焰,火焰前锋阵面传播距离随能量增大而增加,速度最大值分别为-1.625 m/s,-1.725 m/s和-1.75 m/s,均小于管口方向.实验结果表明,点火能大小对煤尘爆炸的火焰传播行为影响显著,同等条件下点火量能越大,火焰传播距离越远,传播速度越快,所造成的危害也越大.

关键词：点火能量煤尘爆炸火焰传播哈特曼管高速摄影

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饲料混合粉尘爆炸特性及机理研究

饲料混合粉尘爆炸特性及机理研究

作者：高鑫西安建筑科技大学

学位级别：硕士

粉尘爆炸事故是威胁饲料加工行业安全生产的重要因素。不同类型的饲料往往以谷物粉料为主料、氨基酸碳酸钙等为辅料破碎混合而成。而目前对混合粉尘的爆炸理论、爆炸特性参数等研究还不充分,造成企业进行防爆设计面临困扰。为了减少饲... 详细信息

粉尘爆炸事故是威胁饲料加工行业安全生产的重要因素。不同类型的饲料往往以谷物粉料为主料、氨基酸碳酸钙等为辅料破碎混合而成。而目前对混合粉尘的爆炸理论、爆炸特性参数等研究还不充分,造成企业进行防爆设计面临困扰。为了减少饲料行业粉尘爆炸事故的发生,找出这类饲料混合粉尘爆炸规律,旨在为饲料混合粉尘防爆设计提供依据。本文以鸡饲料为试验对象,利用相关理论知识及仪器进行试验,探究谷物粉料与惰性粉料如碳酸钙混合而成的二元饲料混合粉尘燃烧特性、爆炸特性及爆炸机理,主要内容如下:(1)研究了饲料混合粉尘燃烧特性。分析总结该类饲料混合粉尘的燃烧特性参数变化规律,并找出两两因素之间的交互作用对饲料混合粉尘燃烧的影响,结果表明:在生产加工中尽量避免粉尘质量浓度与粒径的耦合场所,含量临近30%的饲料添加剂碳酸钙能为家禽提供营养元素的同时也可以有效的控制粉尘云的燃烧,降低造成粉尘爆炸事故的危险性。(2)饲料混合粉尘热解规律研究。为进一步探究饲料混合粉尘的燃烧特性,利用锥形量热仪(CONE)对其进行热解特性试验,得出粒径小的玉米秸秆粉热惯性越高,其升温越困难,引燃时间会变长。在碳酸钙条件下玉米秸秆粉与其组成的二元饲料混合粉尘热解试验结合Open FOAM模拟得出结论:饲料添加剂碳酸钙含量的增加会减小玉米秸秆粉的反应速率,同时也会增加饲料混合粉尘的引燃时间,但是碳酸钙含量的多少不会影响玉米秸秆粉的燃烧残余质量,模拟得出的结论与试验相吻合,充分证明了该软件可以用来探究粉尘热解,并可以利用Open FOAM探究二元甚至多元混合粉尘热解规律。(3)利用1.2L哈特曼管研究饲料混合粉尘爆炸特性。根据不同因素条件下玉米秸秆粉爆炸特性的变化得出结论:饲料添加剂碳酸钙含量的增加会抑制玉米秸秆粉的爆炸特性,但碳酸钙含量增加到20%以后惰化效果在不断减弱。(4)采用热爆炸理论分析饲料混合粉尘热爆炸发生过程,将本文试验过程与结果代入混合粉尘热爆炸理论得出饲料混合粉尘爆炸判据,为饲料混合粉尘防爆提供理论依据。对玉米秸秆粉与饲料添加剂碳酸钙组成的饲料混合粉尘进行机理分析,得到该类具有相似成分的饲料混合粉尘爆炸机理及规律。

关键词：饲料混合粉尘锥形量热仪哈特曼管热爆炸爆炸机理

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浓度对铝粉爆炸特性的影响研究

消防科学与技术 2014年第4期33卷 375-377页

作者：任瑞娥谭迎新中北大学化工与环境学院山西太原030051

利用水平管道和垂直哈特曼管对粒径为6～7 μm的铝粉在质量浓度100～800 g/m3范围内的爆炸特性进行研究.研究结果表明：铝粉粒径一定时,随着铝粉浓度的增加,其最大爆炸压力、最大压力上升速率先增大后减小,即存在最佳爆炸浓度.水平管道... 详细信息

利用水平管道和垂直哈特曼管对粒径为6～7 μm的铝粉在质量浓度100～800 g/m3范围内的爆炸特性进行研究.研究结果表明：铝粉粒径一定时,随着铝粉浓度的增加,其最大爆炸压力、最大压力上升速率先增大后减小,即存在最佳爆炸浓度.水平管道内测得最佳爆炸质量浓度约为600 g/m3,垂直哈特曼管中测得最佳爆炸质量浓度约为500 g/m3.试验装置的尺寸与形状对铝粉爆炸特性有影响.

关键词：铝粉最大爆炸压力哈特曼管水平管道

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石松子粉最小点火能试验研究

爆破器材 2012年第5期41卷 9-11,16页

作者：黄丽媛曹卫国徐森张建新秋珊珊潘峰南京理工大学化工学院江苏南京210094 国家民用爆破器材质量监督检验中心江苏南京210094

采用1.2 L哈特曼管最小点火能测试装置,研究了中位径为32μm的石松子粉的最小点火能量随粉尘浓度、点火延时以及喷粉压力之间的变化规律。试验结果表明:在环境温度为(25±5)℃,环境湿度为30%±5%的条件下,石松子粉的最佳着火浓度750 g/... 详细信息

采用1.2 L哈特曼管最小点火能测试装置,研究了中位径为32μm的石松子粉的最小点火能量随粉尘浓度、点火延时以及喷粉压力之间的变化规律。试验结果表明:在环境温度为(25±5)℃,环境湿度为30%±5%的条件下,石松子粉的最佳着火浓度750 g/m3,最佳点火延时为90 ms,最佳喷粉压力为0.8 MPa,此时石松子粉的最小点火能达到极小值。在相同的实验条件下有电感的点火方式比无电感的点火方式所需的能量要小。在有电感存在的情况下,石松子粉的最小点火能为10 mJ;在无电感存在的情况下,石松子粉的最小点火能为15 mJ,说明石松子粉对电火花较敏感。

关键词：石松子粉哈特曼管最小点火能点火延时喷粉压力

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锰粉尘云最小点火能及其抑爆研究

消防科学与技术 2016年第5期35卷 600-603页

作者：叶亚明胡双启胡立双侯秀婷中北大学化工与环境学院山西太原030051 中国航天建设集团有限公司北京100071

使用1.2L哈特曼管实验装置研究分散压力、质量浓度及惰性粉体对锰粉尘云最小点火能的影响,并分析其作用机理。环境温度为(11±3)℃、湿度为12%±2%,锰粉粒度为≤300目。结果表明:分散压力值为0.7 MPa时最有利于锰粉尘云的燃烧、爆炸;锰... 详细信息

使用1.2L哈特曼管实验装置研究分散压力、质量浓度及惰性粉体对锰粉尘云最小点火能的影响,并分析其作用机理。环境温度为(11±3)℃、湿度为12%±2%,锰粉粒度为≤300目。结果表明:分散压力值为0.7 MPa时最有利于锰粉尘云的燃烧、爆炸;锰粉尘云最小点火能随质量浓度的增大先降低后升高,测得最敏感质量浓度为1g/L,对应的最小点火能为79.85mJ;随着惰性粉体Al2O3·3H2O或SiO2质量浓度的增加,锰粉尘云最小点火能增大;通过对比发现Al2O3·3H2O对锰粉尘云的抑爆效果优于SiO2;Al2O3·3H2O质量浓度为0.167g/L时最小点火能达到了737mJ。

关键词：锰粉尘云哈特曼管最小点火能质量浓度分散压力惰性粉体抑爆