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开展采用导管泄放铝粉爆炸的研究对于工业粉尘爆炸的安全防护有重要意义。目前国内外研究人员对于粉尘爆炸及敞口泄放特性已经开展了系统的研究,得到了影响粉尘爆炸和泄放的特性参数。但对导管泄放过程的泄放压力特性、尤其是对泄放过程中的二次燃爆现象的描述仍然较为少见。对铝粉爆炸泄放中泄放导管内二次燃爆导致的二次波峰、容器内压力波动的定性及定量分析还鲜见报道。因此,研究泄爆导管中的二次燃爆现象及压力特性可对粉尘爆炸危险评估及安全防护提供指导。基于以上研究现状,本文以1.3L哈特曼管实验装置为基础搭建了900mm~1800mmm长度的泄爆装置,进行了大量采用导管的铝粉爆炸泄放实验及二次放粉实验,系统分析了不同实验条件的二次燃爆异常现象,以及二次燃爆引起的导管及容器内压力特性,探讨了二次燃爆的机理及发生条件。本文的主要内容及结论如下:(1)对1.3L哈特曼管实验装置进行了改进,增加了组合长度的泄爆导管装置,系统进行了2μm粒径的铝粉密闭爆炸、敞口泄爆和导管泄爆实验研究,获得了当导管长度LT≥1200mmm时的泄放特性,与密闭空间铝粉爆炸及敞口泄放数据进行了对比。(2)实验发现,导管泄爆时容器中的压力峰值要高于敞口泄放,随着导管的加长,容器及导管中最大爆炸压力呈现增大的趋势;导管管径对于容器及导管内的压力影响是十分明显的,随着管径的增大,容器及导管内最大爆炸压力大幅减小;粉尘浓度对于爆炸压力的影响并非是单调的,当cp≤800g·m-3时最佳爆炸浓度位于500g·m-3附近,随着浓度的继续增大,由于二次燃爆等作用容器及导管内压力峰值会大幅提升。(3)实验发现,正常导管泄放时,在浓度较大(cp>800g·m-3)、导管长度较长(LT≥1500mmm)和管径较小(ΦT≤25mm)的条件下,导管内会概率性发生二次燃爆现象,容器内压力曲线会出现二次波峰的异常现象,第二波峰出现于首个波峰泄放过程中,次峰值要小于首个峰值。(4)对于正常导管泄放实验中的异常现象,通过二次放粉加强粉尘浓度方式,进行了不同导管长度的泄放实验。实验发现,二次放粉实验中会大概率的出现剧烈的二次燃爆现象,随着导管管长、粉尘浓度的提升以及管径的减小,二次燃爆逐渐剧烈,容器内压力曲线的二次波峰、容器和导管内的压力值均高于平均水平,导管内压力并不沿管递减等异常现象也越明显。(5)实验分析表明:容器内的二次波峰及导管中峰值变化等异常现象主要由泄放过程中二次燃爆现象引起,且二次燃爆的发生是概率性的。当泄放进入导管的火焰追及导管内的未燃粉尘云并将其引爆,就形成了导管泄放过程的二次燃爆。实验分析表明泄爆过程中,导管内有效可燃粉尘云是影响二次燃爆的主要因素。在正常导管泄放中,若导管内压力等级低于0.2MPa,且次峰值低于首个峰值或无明显二次波峰,则导管内发生了较为弱小的二次爆炸;当次峰值接近或超过首个峰值,容器和导管内压力都得到加强,则发生了剧烈的二次爆炸现象。本文引入压差变量△P,当△Pmin≤0.05MPa且曲线呈“V”字型时,导管内发生了二次爆炸,但只能作为判定的充分条件。