纳米PMMA粉尘爆炸超压与火焰传播特性研究
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

2.1 粉尘爆炸基本条件

粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃性粉尘遇到明火或者电火花等火源时发生瞬间燃烧并释放能量,同时向外极速膨胀产生高温高压的爆炸现象。对于生产粉体或者附带产生粉尘的场合,爆炸产生的冲击波会使周围的堆积粉尘飞扬,进而引起连续的二次或三次爆炸,形成爆炸多米诺效应,使危害扩大。

粉尘爆炸的本质是一种化学爆炸,过程中燃烧和爆炸密切相关,但比普通燃烧的条件苛刻。燃烧,一般是可燃物与氧化剂之间的化学反应,并伴随热量的释放和光的产生。如图2.1中的粉尘燃烧三要素,主要是氧气、可燃性粉尘和点火源。火灾是在时间或空间上失去控制的燃烧。而粉尘爆炸多是混合物在极短时间内的极速燃烧,在有限空间内急剧膨胀,并伴有强烈放热、发光、声响与强冲击波。一般的纯液体燃烧是表层挥发可燃性蒸气燃烧;易燃气体燃烧则有扩散燃烧(稳定燃烧)和动力燃烧(预混燃烧,速度快,发生爆炸)两种。粉尘的燃烧包含固相、液相、气相燃烧,燃烧过程比单相燃烧要复杂得多。

粉尘爆炸的形成需在燃烧三要素的基础上增加两个条件:

①扩散作用,粉尘悬浮于氧气/空气介质中形成爆炸性粉尘云;

②有限空间的限制,粉尘颗粒发生燃烧后向外膨胀过程受到限制,内部温度和压力积聚形成强烈爆炸。