PDF《矩形管道中微米级铝粉爆炸实验》

1 1] , 但化学点火具存在自身的点火延迟时间, 且点火头的药剂成分不同, 点火具的点火 延迟时间就不同[

1 2] .所以在进行点火延迟时间的相关测试时, 与化学点火相比较, 高压电极点火更为 适合. 目前, 进行铝粉尘爆炸的实验装置形状大多为球形或筒状, 使用竖直矩形管道的还未见报道.另外, 现有测试只在测试仪器上设一个数据采集点, 难以反映测试装置整个空间中的压力变化情况. * 收稿日期:

2 0

1 6 -

0 1 -

0 8;

修回日期:

2 0

1 8 -

0 3 -

1 5 基金项目:国家自然科学基金青年项目(

5 1

5 0

4 1

9 0 ) ;

国家重点研发计划项目(

2 0

1 6 Y F C

0 8

0 0

1 0

0 ) ;

博士后启动金项目(

2 0

1 6 Q D J

0 1

3 ) ;

陕西省教育厅专项科研计划项目(

2 0

1 3 J K

0 9

4 7 ) ;

陕西省国际科技合作与交流计划项目(

2 0

1 6 KW -

0 7

0 ) 第一作者:文虎(

1 9

7 2― ) , 男, 教授, 博士生导师;

通信作者:王秋红, w a n g q i u h o n g

1 0

2 5@1

2 6. c o m. 本文中, 利用实验室自主设计建造的竖直式长方体管道气体 - 粉尘爆炸装置, 对铝粉尘爆炸展开研 究, 通过采集并分析铝粉尘在竖直管道中爆炸压力的变化情况, 揭示点火延迟时间、 粉尘粒度、 浓度对铝 粉爆炸压力的影响规律. 图1 实验系统示意图 F i g . 1S c h e m a t i cd i a g r a mo f e x p e r i m e n t a l s y s t e m

1 实验系统 实验系统由竖直矩形实验管道、 喷粉系统、 高压 点火系统、 同步控制系统以及数据采集系统组成, 具 体结构如图1所示. 实验管道为80mm*8

0 mm*6

0 0 mm 的3.

8 4L长方体不锈钢管道.管道两端为法兰密闭, 一侧壁面设置有一个半径为2 0mm 圆柱形泄爆口, 且该泄爆口距管道底部为5

5 0mm.在同一壁面上 距离管道底部上方2

5 0mm 及4

0 0 mm 处, 各安装 一个压力传感器用于采集压力数据, 其输出方式为 0~5 V, 量程0~2 MP a , 输入电压24V, 精度10k P a .喷粉系统由压缩空气瓶、 止回阀、 电磁阀以 及喷粉器组成, 各组份通过管道串联.高压点火系 统由高压 点火器和点火电极组成, 高压点火器为2002-1型同步 高压脉冲发生器.点火电 极采用两 根中心相距2mm 的钨丝( 半径为0. 2mm, 熔点为

34 2 2℃) , 布置在距管道底部上方5 0mm 处.数据 采集系统由压力传感器和 H I OK I

8 8

6 1型数据采集仪组成.同步控制系统通过程序控制高压点火器、 电磁阀、 数据采集仪相继完成点火、 喷粉和数据记录工作. 本实验中, 铝粉称量质量为0.

8 6

4、 1.

1 5

2、 1.

4 4

0、 1.

7 2

8、 2.

0 1

6、 2.

3 0

4、 2.

5 9

2、 2.

8 8 0g时, 对应的铝 粉理论浓度为2

2

5、

3 0

0、

3 7

5、

4 5

0、

5 2

5、

6 0

0、

6 7

5、

7 5 0g / m3 . 实验时, 根据实验所需的粉尘浓度在喷粉器中加入一定质量的铝粉, 然后用真空泵抽取密闭管道中 的空气, 以确保喷粉后进行点火时管道内初始压力为常压, 接着电磁阀开启, 压缩气体携带粉尘进入容 器后形成粉尘云, 经过预定的点火延迟时间后高压电极点火将粉尘云引爆.

2 结果及分析 实验在室温条件进行, 所用铝粉为微米级铝粉, w( A l ) ≥9 9.

7 5%.实验测得较好的喷粉效果所对 应的参数设置为: 电磁阀开启时间5 0m s , 吹粉压力0. 4MP a , 点火能量约为3 0J .每组实验重复3次, 图2 爆炸压力曲线 F i g .