粉尘云最小点火能及火焰传播实验.docx

《粉尘云最小点火能及火焰传播实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粉尘云最小点火能及火焰传播实验.docx（4页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、实验4粉尘云最小点火能及火焰传播实验一、实验背景与目的在工业生产中，粉尘爆炸事故时有发生，严重威胁人类生命和生产安全，造成巨大的人员伤亡和财产损失。研究粉尘爆炸，确定危险程度，必须首先得到粉尘爆炸的特性参数，依次为依据，采取相应的措施使发生粉尘爆炸的概率降至最低。粉尘爆炸是一个复杂的物理化学过程，其机理尚未被人们完全了解，其爆炸特性参数还必须通过试验来测定。粉尘云的最小点火能是重要的爆炸特性参数之一，它对研究粉尘爆炸危险性和防止粉尘的燃烧、爆炸有重要意义。最小点火能是指在最敏感条件下，刚好能够引起一定浓度粉尘爆炸所需的最低能量值，是衡量可爆粉尘爆炸危险性的重要参数，也是静电安全的重要技术参数。

2、因此，最小点火能的研究对粉尘爆炸危险性评价和爆炸事故的防护具有非常重要的意义。目前，粉尘云最小点火能的测试可参考的标准有德国工程师协会VDI2263标准、国际电工委员会1EC31标准以及我国的最小点火能测试标准GB/T16428-1996o实验目的如下：（1）熟悉粉尘云最小点火能的测量相关标准（2）掌握采用哈特曼管测量粉尘最小点火能的实验方法；（3） 了解粉尘爆炸火焰形貌的描述方法。二、实验原理与流程实验装置结构见图1,主要由L2L柱形容器、扬尘系统、电极点火系统、控制系统和数据采集系统等组成。实验时，将粉尘放入容器底部，然后将柱形容器置于底座上。通过控制扬尘系统、点火系统以及控制及数据采集系

3、统，从而实现粉尘在爆炸容器内扬尘、延迟点火及压力和火焰的数据采集等功能。图1哈特信管1-石英鼓璃管,2一点火电极.3扩散器,4-解套;5底座;6一点火电极接头座，7-储气图1哈特曼管结构示意图爆炸容器主体为石英玻璃制成的透明立式圆管，容积为标准1.2 Lo扬尘系统如图2所示，主要由充气系统、储气罐、庭菇状喷嘴、电磁阀及控制箱组成。图2扬尘系统采用高压电极放电点火方式，主要由点火电极、脉冲点火器及控制点火延迟系统的控制箱组成。点火能量E的改变通过改变放电电路电压U以及放电电容C计算得到：E=2CU2由于放电电容不可能完全放净，且电路中有损耗，故实际电火花的能量要小于电容储存的能量。点火能量E的精

4、确计算可用下式：1 Ct2E = 5,3 dt式中：u(t)为放电期间放电电极之间的瞬时电压，V； i(t)为放电期间放电电极之间的瞬时电流，A； tl, t2为放电起始和结束时间，s。通过测量放电电极两端的电压和通过电极的电流的瞬时值，继而计算电压、电流对时间积分的方式计算出电火花的你呢量，这种数值更接近火花能量的真实值。控制系统主要由计算机、控制箱、电磁阀、延迟点火系统和脉冲电极组成,可实现对扬尘系统、点火系统与数据采集系统的自动控制。数据采集系统主要由高速摄像采集火焰信号。实验采用Photron公司生产的FASTCAM SA4高速摄像机，可实现全帧1024x1024像素下3600帧/秒，

5、分段时最高500000帧/秒，高速快门最快可达1 so三、实验设备与材料(1)1.2L哈特曼粉尘最小点火能测量装置;(2)烘箱；(3)电子天平;(4)吸尘器；(5)测量粉尘。四、实验步骤与操作1、依据测试粉尘浓度，预先称量实验所需的一定质量的粉尘。2、将称量后的粉尘均匀铺在哈特曼管的底座。3、将哈特曼管与底座连接固定，顶部加装顶盖防止粉尘喷出。4、打开储气室开关，向50ml的储气室预先充满0.6MPa的压缩空气，然后关闭开关。5、连接点火电极及喷粉动作开关控制线。6、开启计算机，打开并调试控制及数据采集系统，点击开始试验按钮，等待操作动作触发。7、完成试验准备后，点击喷粉按钮，系统自动完成喷粉

6、、高压放电点火、数据采集等过程。若采用摄像设备记录火焰形貌，在点击喷粉按钮的同时，同步开启摄像设备。8、拔下点火电极控制线，采用吸尘器清理哈特曼管底座及筒体上的粉尘。9、变化粉尘质量或者类型，重复上述步骤开展试验。10、处理实验数据，对试验结果进行分析。11、试验结束后关闭装置电源。五、实验数据记录与结果分析通过开展粉尘样品在不同点火延迟时间、不同喷粉压力、不同浓度的爆炸实验，记录其最小点火能数值并观察粉尘爆炸火焰传播状态及火焰结构。样品1：粉尘名称、浓度口、点火延迟时间小、喷粉压力pi点火能量ExEi EiEi+ En是否爆炸是是是是否否否则样品1的最小点火能MIE=(Ei+Ei1)2o随后，改变浓度c、点火延迟时间小喷粉压力p,重新开展试验，获得不同参数下的MIE。六、思考题(1)粉尘浓度、点火延迟时间最MIE有没有影响。若有，影响规律是什么？(2)扬尘压力对MIE有没有影响。若有，影响规律是什么？(3)查阅文献，给出常见粉尘的最小点火能。