金属打磨粉尘特性及运动规律研究(2)
2.5.4着火温度记录及实验结论 16
2.6、粉尘云爆炸下限浓度 17
2.6.1测试依据 17
2.6.2设备介绍 17
2.6.3测试流程 18
2.6.4爆炸压力记录及修正 20
2.6.5铝粉尘爆炸指数分析 20
3 粉尘在管道中运动的数值模拟 22
3.1初始条件 22
3.2、fluent模拟结果 23
3.2.1模拟一 23
3.2.2模拟二 25
3.2.3模拟三 28
4 结论 34
致谢 35
参考文献 36
附录 37
附录1激光粒度仪 37
附录2粉体综合特性测试仪 38
附录3 粉尘层着火温度测试仪 38
附录5 20L球示意图 42
1绪论
1.1 研究背景
粉尘爆炸不像气体爆炸那样容易，且破坏性也没有那么强，因此人们常常会忽略潜在的粉尘爆炸危险性。近年来粉尘爆炸事故时有发生，并且大多情况下会造成大量人员伤亡，和及财产的损失。有的也引起了社会的不良反映。成都富士康生产基地，在2011年五月20日发生的由于抛光车间除尘风管内可燃粉尘引起的爆炸事故，造成3人死亡，15人受伤，并且造成大量经济损失。 [1] 2012年8月5日，浙江温州一家企业，发生铝抛光粉尘爆炸，造成13人死亡、15人受伤（其中6人重伤）。可以看出粉尘爆炸事故发生的概率很高，并且粉尘爆炸，往往会造成很大的损失。
粉尘之所以会发生爆炸，是由于大量粒径很小的粉尘悬浮于空中，形成可燃烧爆炸的粉尘云在遇到足够强度的热源时引起燃烧，造成局部空间压力快速增加而导致爆炸。微细粉尘应为其体积很小所以其比表面积很大，相同质量下的粉尘于块状固体表面积要大得多，所以与氧气接触的也就更充分，所以也就更容易燃烧。如果大量粉尘漂浮于与空气混合后，很容易形成可燃烧的粉尘云，粉尘云一旦遇到足够强度的热源，就可以引起粉尘云爆炸。可燃粉尘燃烧时，有限空间内的压力和压力上升速度越大大，粉尘的燃烧率也就越大。而粉尘的燃烧率又是与粉尘粒子的大小、易燃性和燃烧时所释放出的热量以及粉尘在空气中的浓度等因素有关。
一般情况下，人们对于可燃气体的爆炸注意的比较多。这是由于可燃气体比粉尘更容易发生爆炸事故，它的燃点和所需的能量都大大低于可燃粉尘。而正是由于粉尘爆炸相对其体而言较难发生，所以人们常常会忽略，粉尘爆炸发生的可能性。这就导致了粉尘爆炸的发生频率很高。
金属粉尘作为粉尘中的一种，大部分都是可燃性粉尘，所以它的危险性非常高。而人们却没有意识到这一点。在一般人眼里，金属，特别是铁，铝等常见金属，都是比较难燃烧的物质，所以，他们不会去考虑粉状的这些物质是否容易燃烧，这使得金属粉尘成为一大安全隐患。而金属打磨粉尘，由于其加工工艺的特殊性，产生的粉尘往往是粒径非常小的粉尘颗粒，这样的粉尘容易在空气中长时间的悬停，形成粉尘云。又因为打磨加工，会产生大量热量和火花。经过产妇时间的积累，粉尘溶度一旦达到爆炸极限，很容易发生粉尘燃烧爆炸事故。所以有必要对金属打磨粉尘进行一定的研究。
1.2 粉尘爆炸理论基础
1.2.1 爆炸的概念
物质从一种状态，经过物理或化学变化，迅速的“突变”到另一种状态，并瞬间以光和热或机械功的形式放出大量能量的现象，称为爆炸[1]。而赫茨贝格，凯什多勒曾这样定义爆炸：爆炸是一种压力快速升高产生破坏性压力为特征的气体动力现象[2]。在可燃气体、液体和粉尘的生产、加工和储存过程中，当可燃物与空气混合后，又发生爆炸的可能性[3]。