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工业粉尘爆炸始终是可燃粉体生产过程的威胁,爆炸性参数的测定是粉尘爆炸机理研究和爆炸防护设计的基础。最小点火能是在最敏感粉尘浓度条件下,能点燃粉尘空气混合物引起爆炸的最小能量。它是判定粉尘爆炸危险性的重要参数,准确测定最小点火能对粉尘爆炸危险评估和爆炸防护有重要意义。
开发了1.2 L哈特曼管和20 L球形容器两种点燃能量测试装置。设计、测试了自然衰减放电电路和低压续弧放电电路。采用自然衰减型电容火花电路,设计了采集电压、电流信号的高速数据采集装置,实现了采用电压、电流对时间积分的方法计算放电能量。
在Hartmann管和20升球形容器中进行了镁粉和玉米淀粉点燃能量测试。测试表明:
(1)积分法测得的能量比用电容储能法测得的放电能量低,积分法得到的能量更准确;
(2)当采用相同的放电电路时,在两种爆炸容器上测量点火能很接近。
通过文献数据研究了粉尘爆炸最小火能测试的主要影响因素,为进一步准确测定粉尘的最小点火能量打下了基础。粉尘浓度、粉尘粒度、氧浓度、湍流强度、放电电路类型、电极间距、储能电容、空气湿度等因素对点燃能量有很大的影响。
以镁粉生产工艺为例,说明了点火能测试数据的应用。镁粉的最小点火能为2mJ,因此镁粉生产工艺必须采取惰化措施。并设法消除静电和防止机械摩擦、碰撞等。