文献综述
- 有关金属粉尘燃爆特性研究现状
为了确定粉尘爆炸的危险度和防护措施，粉尘爆炸的敏感性（如最小点火能量和最小点火温度）是最重要的依据。前人通过实验和计算，研究了低熔点金属颗粒(如镁粉和铝粉)的点火特性。这些研究主要集中在粉尘的爆炸特性参数、火焰的微观结构、火焰的传播机理及规律、粉尘粒子的燃烧特征和运动规律等方面。
（1）氧气、粉尘浓度、粒径、点火能等是影响粉尘爆炸的重要因素。
丁大玉[1]等人研究表明在粉尘浓度相同的条件下,气相中氧浓度的增加将使粉尘颗粒周围的氧浓度值增大,从而导致氧气在铝粒表面的扩散速率和反应速率都显著加快同时 ,这些过程明显地与颗粒比表面积有关.铝粒的比表面积越大( 颗粒度越小） ,越有利于这些过程的进行。因此 ,提高气相中氧浓度和减小铝粉颗粒度 , 将会导致铝粉爆炸的猛烈程度显著提高。
钟英鹏[2]等人实验测试表明镁粉粒径越小, 粉尘云最低着火温度越低。而在通常情况下, 防爆电气设备最大允许热表面温度不应超过粉尘云最低着火温度的2/3, 可知不同粒径镁粉对于防爆电气设备热表面允许出现的最高温度有不同的要求, 浓度增大, 粉尘云最低着火温度降低, 但当浓度增大到一定值时, 粉尘云最低着火温度随浓度的增加变化不大。镁粉尘云最低着火温度随分散压力的增加而升高, 但上升的幅度不大。
张丽芳等人[3]实验通过爆炸压力来测试黑索今粉尘和铝粉的爆炸下限浓度。得出粉尘的爆炸下限不是固定的，它与很多因素有关:如仪器设备、实验条件、判据、分散度、湿度、火源的性质、惰性粉尘和灰分、温度等。本文中的下限浓度数据可以作为工业生产中的指导数据 ,它并不是一成不变的 , 在条件不同的情况下 , 低于文中所测浓度的粉尘同样存在爆炸的可能性 ,应该引起足够的重视。
浦以康等人[4]从工业安全角度出发,在三种不同实验装置上对五种粒度(直径由3-30mu;m)的球形铝粉的爆炸特性进行了全面、系统的实验研究。研究结果主要给出了铝粉在封闭容器的爆炸过程中,其粉末浓度、粒度、含氧量和初始扬尘湍度强度对爆炸后的最大压力升值、最大能量释放率和最低极限着火粉尘浓度的影响。结果表明:铝粉粒度和含氧量是对铝粉爆炸参数有最主要影响的两个。
刘志敏[5]以镁铝混合粉尘为研究对象,基于水平管道对其进行实验研究，认为随着镁铝混合粉尘中铝粉尘比例的增加,爆炸下限增大。镁铝混合粉尘发生爆炸时存在一个浓度值,在此浓度值下最大爆炸压力达到最大。相同浓度不同配比下,随着镁铝混合粉尘中铝粉比例的增加,爆炸时最大爆炸压力减小,爆炸的猛烈程度降低。
李莉英、李小泉等人[6]为了研究镁铝混合粉中铝粉质量百分数对最低着火温度的影响,利用HY16429型粉尘云引燃温度试验装置和HY16430粉尘层最低着火温度实验装置测定镁铝混合粉的最低着火温度。研究结果表明:镁粉粒径为1-10 mm,铝粉粒径为200-300目,在粉尘质量0.5 g,喷尘压力60 k Pa条件下,镁粉尘云最低着火温度为575℃,镁粉尘层的最低着火温度为300℃;铝粉尘云在1000℃未着火,铝粉粉尘层最低着火温度为470℃;镁铝混合粉尘云最低着火温度比粉尘层最低着火温度高,粉尘层的状态比粉尘云的状态更容易着火。镁铝混合粉最低着火温度随着铝粉质量百分数的增加而升高。
（2）湍流对粉尘爆炸行为的影响主要因素
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