【摘要】：粉塵爆炸泄放設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的可靠性對能否實(shí)現(xiàn)爆炸防護(hù)尤為關(guān)鍵.以中徑70μm石松子粉塵為介質(zhì),采用20 L球形粉塵爆炸裝置進(jìn)行了4種泄放口徑、靜態(tài)動作壓力在0.12~0.6 MPa的爆炸泄放實(shí)驗(yàn),對比了實(shí)驗(yàn)值與NFPA 68和EN 14491計(jì)算值.結(jié)果表明,NFPA 68在預(yù)測高靜態(tài)動作壓力下的泄放面積時,隨著泄放口徑的增大,預(yù)測結(jié)果由保守變?yōu)槲ｋU(xiǎn),但預(yù)測結(jié)果精度較好且數(shù)值穩(wěn)定;EN 14491在預(yù)測高靜態(tài)動作壓力下的泄放面積時非常保守,預(yù)測精度較差,數(shù)據(jù)不可靠.依據(jù)兩種標(biāo)準(zhǔn)推薦的經(jīng)驗(yàn)函數(shù)關(guān)系,分析了NFPA 68和EN 14491在預(yù)測高靜態(tài)動作壓力時產(chǎn)生這種差異的原因.
【圖文】：

器及設(shè)備的爆炸防護(hù)設(shè)計(jì)被研究人員關(guān)注［9］．此類容器允許的最大泄爆壓力pred和泄放裝置靜態(tài)動作壓力pstat較高，已經(jīng)超出了NFPA68和EN14491的適用范圍．采用這兩種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行泄放設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)結(jié)果的有效性和精度還未被研究人員探討．基于此，本文以中徑70μm石松子粉塵為介質(zhì)，在標(biāo)準(zhǔn)20L球內(nèi)開展高靜態(tài)動作壓力(0.1～0.6MPa)、不同泄放口徑(15，28，40，60mm)的粉塵爆炸泄放實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)值與NFPA68，EN14491預(yù)測值對比，以評估標(biāo)準(zhǔn)在預(yù)測高靜態(tài)動作壓力時的可靠性．1實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，主要由20L標(biāo)準(zhǔn)爆炸球以及泄放裝置組成．20L球符合E1226－10［10］標(biāo)準(zhǔn)，為雙層夾套結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為爆炸容器，外層為冷卻水通道．球體上有點(diǎn)火電極端蓋、快動氣粉閥、排氣口、抽真空接口、壓力傳感器接口．粉塵倉通過快動氣粉閥與反射式噴嘴相連．圖1裝置結(jié)構(gòu)示意圖(不包括控制及數(shù)據(jù)采集)Fig.1Illustrationoftestdevice(excludingcontrolanddataacquisitionsystems)泄放裝置由帶孔法蘭蓋和聚四氟乙烯膜組成，如圖2所示．泄放口徑dv即法蘭盤中心孔徑可變，為15，28，40，60mm．聚四氟膜層數(shù)可變．該泄放裝置的靜態(tài)動作壓力pstat與泄放口徑dv和膜層數(shù)n有關(guān)，將在下文測量．采用高速壓力傳感器測量容器內(nèi)壓力，傳感器頻率5kHz．E1226標(biāo)準(zhǔn)推薦采用10kJ化學(xué)點(diǎn)火頭，但文獻(xiàn)［11－12］報(bào)道，10kJ點(diǎn)火頭容易出現(xiàn)“過驅(qū)動”現(xiàn)象，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)明顯偏大．因此本實(shí)驗(yàn)采用0.5kJ的電點(diǎn)火頭，采用中徑70μm的石松子粉塵作為介質(zhì)．考慮到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性要求，，每組實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次．圖2實(shí)驗(yàn)裝置及泄放結(jié)構(gòu)圖Fig.2Testdeviceandventingstructure2結(jié)果分析及討論2.1泄放裝置靜態(tài)動作壓力pstat測定

91預(yù)測值對比，以評估標(biāo)準(zhǔn)在預(yù)測高靜態(tài)動作壓力時的可靠性．1實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，主要由20L標(biāo)準(zhǔn)爆炸球以及泄放裝置組成．20L球符合E1226－10［10］標(biāo)準(zhǔn)，為雙層夾套結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為爆炸容器，外層為冷卻水通道．球體上有點(diǎn)火電極端蓋、快動氣粉閥、排氣口、抽真空接口、壓力傳感器接口．粉塵倉通過快動氣粉閥與反射式噴嘴相連．圖1裝置結(jié)構(gòu)示意圖(不包括控制及數(shù)據(jù)采集)Fig.1Illustrationoftestdevice(excludingcontrolanddataacquisitionsystems)泄放裝置由帶孔法蘭蓋和聚四氟乙烯膜組成，如圖2所示．泄放口徑dv即法蘭盤中心孔徑可變，為15，28，40，60mm．聚四氟膜層數(shù)可變．該泄放裝置的靜態(tài)動作壓力pstat與泄放口徑dv和膜層數(shù)n有關(guān)，將在下文測量．采用高速壓力傳感器測量容器內(nèi)壓力，傳感器頻率5kHz．E1226標(biāo)準(zhǔn)推薦采用10kJ化學(xué)點(diǎn)火頭，但文獻(xiàn)［11－12］報(bào)道，10kJ點(diǎn)火頭容易出現(xiàn)“過驅(qū)動”現(xiàn)象，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)明顯偏大．因此本實(shí)驗(yàn)采用0.5kJ的電點(diǎn)火頭，采用中徑70μm的石松子粉塵作為介質(zhì)．考慮到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性要求，每組實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次．圖2實(shí)驗(yàn)裝置及泄放結(jié)構(gòu)圖Fig.2Testdeviceandventingstructure2結(jié)果分析及討論2.1泄放裝置靜態(tài)動作壓力pstat測定根據(jù)NFPA68和EN14491標(biāo)準(zhǔn)，靜態(tài)動作壓力是指緩慢升壓時泄放裝置的動作壓力．利用圖1～圖2所示的裝置，采用壓縮空氣致破的方法測定了不同泄放口徑dv、不同膜層數(shù)n下泄放裝置的靜態(tài)動作壓力pstat，如圖3所示(測量過程在此不再贅述)．由圖知，單一泄放口徑下多層泄放膜的靜態(tài)動作壓力與單層膜成簡單倍數(shù)關(guān)系．口徑越大，靜態(tài)動作壓力越�。诒ㄐ狗艑�(shí)驗(yàn)中，將直接利用圖3中的公式計(jì)算不同口徑及膜層數(shù)下的靜態(tài)動作
【作者單位】： 大連理工大學(xué)化工機(jī)械學(xué)院;
【基金】：遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目(2012231008)
【分類號】：X928.1

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 譚汝媚;張奇;;環(huán)境濕度對鋁粉爆炸特性參數(shù)影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];兵工學(xué)報(bào);2013年08期

2 蔣耀港;馬宏昊;沈兆武;范志強(qiáng);汪泉;;粉系冷激波滅火彈內(nèi)壁處壓力研究[J];高壓物理學(xué)報(bào);2013年04期

3 譚汝媚;張奇;張博;;點(diǎn)火延遲時間對鋁粉爆炸特性參數(shù)的影響[J];爆炸與沖擊;2014年01期

4 譚汝媚;張奇;;環(huán)氧丙烷蒸氣-鋁粉-空氣雜混合物的爆炸特性研究[J];高壓物理學(xué)報(bào);2014年01期

5 張博;張奇;譚汝媚;;噴粉壓力及點(diǎn)火延遲時間對粉塵爆炸參數(shù)的影響[J];高壓物理學(xué)報(bào);2014年02期

6 劉志超;李果;紀(jì)文濤;溫小萍;;對開式泄爆條件下預(yù)混甲烷/空氣爆燃試驗(yàn)研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2014年03期

7 彭于懷;黃麗媛;曹衛(wèi)國;鄭俊杰;卑鳳利;潘峰;;石松子粉塵爆炸危險(xiǎn)性及抑爆研究[J];爆破器材;2014年06期

8 鄭俊杰;肖秋平;彭于懷;黃麗媛;;石松子粉爆炸過程中火焰?zhèn)鞑ヌ匦匝芯縖J];工程爆破;2015年03期

9 張金鋒;劉海鑫;劉鑫;侯利敏;鄭艷敏;李春明;;7-氨基頭孢烷酸粉塵爆炸特性實(shí)驗(yàn)研究[J];河北科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

10 于立博;賈曉東;夏昭林;;可燃性粉塵爆炸及其預(yù)防控制[J];環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué);2014年08期

相關(guān)會議論文 前2條

1 秦澗;譚迎新;孫雅薇;張建國;;四類粉塵最小點(diǎn)火能的實(shí)驗(yàn)研究[A];第六屆全國強(qiáng)動載效應(yīng)及防護(hù)學(xué)術(shù)會議暨2014年復(fù)雜介質(zhì)/結(jié)構(gòu)的動態(tài)力學(xué)行為創(chuàng)新研究群體學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2014年

2 沈倩;陳桂娥;;化工生產(chǎn)中粉塵爆炸的研究進(jìn)展[A];上海市化學(xué)化工學(xué)會2014年度學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 張林海;農(nóng)作物秸稈固體成型預(yù)處理研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 韓方偉;弧扇泡沫射流高效除塵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

3 任純力;粉塵云最小點(diǎn)火能實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];東北大學(xué);2011年

4 閆興清;高靜態(tài)動作壓力下粉塵爆炸泄放特性研究[D];大連理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 趙寧剛;鍋爐制粉系統(tǒng)煤粉燃爆事故致因分析及防治對策研究[D];華東理工大學(xué);2013年

2 靳鑫;氧濃度對粉塵點(diǎn)燃特性的影響[D];東北大學(xué);2012年

3 李強(qiáng);基于誘導(dǎo)氣流動力學(xué)分析的皮帶落煤揚(yáng)塵規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

4 張朝波;獨(dú)頭巷道掘進(jìn)風(fēng)流場分析及通風(fēng)優(yōu)化[D];中南大學(xué);2014年

5 張倩;粉塵爆炸防護(hù)專家系統(tǒng)[D];東北大學(xué);2011年

6 李偉曄;火花放電能量的測量控制與數(shù)據(jù)處理[D];東北大學(xué);2012年

7 游天龍;鈦金屬粉塵關(guān)鍵爆炸參數(shù)測試研究[D];中北大學(xué);2015年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王寶興;張銀花;馬克辛;;泄放口封蓋物對粉塵泄放爆燃壓力的影響[J];化工設(shè)計(jì);1992年02期

2 李志義,周一卉,由宏新;兩相流緊急泄放計(jì)算[J];石油化工設(shè)備;2000年03期

3 王淑蘭,喻健良,丁信偉,徐國慶;易燃?xì)夂投練庑狗艛U(kuò)散濃度計(jì)算[J];化工裝備技術(shù);2001年04期

4 孟庭宇;謝傳欣;劉顯凡;石寧;黃飛;;反應(yīng)熱失控條件下安全泄放實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算[J];化學(xué)工程與裝備;2010年02期

5 周恩利;;關(guān)于工程泄放過程計(jì)算及設(shè)計(jì)研究[J];科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì);2010年35期

6 李岳,王淑蘭,丁信偉,阿布里提·阿布都拉;氣體爆炸泄放計(jì)算方法比較與實(shí)驗(yàn)[J];石油化工設(shè)備;2003年01期

7 陳金山;高光藩;曹學(xué)剛;王華;;防超壓安全泄放技術(shù)研究進(jìn)展[J];化學(xué)工程與裝備;2011年10期

8 李志義,詹世平;泵致超壓的泄放計(jì)算[J];石油化工設(shè)備;1992年01期

9 王東宇;王淑蘭;丁信偉;;安全泄壓裝置設(shè)計(jì)中泄放系數(shù)的確定[J];中國鍋爐壓力容器安全;2002年03期

10 詹世平,李玉光,黃慧;低壓安全泄放系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)[J];石油化工設(shè)備;2001年06期

相關(guān)會議論文 前3條

1 倪浩;余智;劉培林;;高壓泄放裝置的工藝設(shè)計(jì)[A];2009年度海洋工程學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2009年

2 束從杰;;淺述超壓泄放裝置的分類及選用[A];安徽省機(jī)械工程學(xué)會成立50周年論文集[C];2014年

3 石巖;楚紅明;;DX系列發(fā)射機(jī)電源泄放電路的原理與維護(hù)[A];2006全國廣播電視發(fā)射技術(shù)論文集（1）[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 記者　 梁堅(jiān)義;富馳化工發(fā)生氨氣泄放事故[N];黃石日報(bào);2006年

2 本報(bào)特約記者 孫兆光　通訊員 焦成林;追求創(chuàng)新：形成長效機(jī)制[N];石油管道報(bào);2009年

3 范和平邋張玉瀛;掃除一切危險(xiǎn)源 全力以赴保安全[N];石油管道報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 閆興清;高靜態(tài)動作壓力下粉塵爆炸泄放特性研究[D];大連理工大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王培昕;化學(xué)反應(yīng)放熱失控特性及泄放技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

2 周建東;化學(xué)反應(yīng)失控緊急泄放研究[D];大連理工大學(xué);2000年

3 孫欣;化學(xué)反應(yīng)失控條件下超壓安全泄放的研究[D];南京理工大學(xué);2013年

4 王利明;化工容器物理超壓泄放裝置的程序設(shè)計(jì)與開發(fā)[D];大連理工大學(xué);2005年

5 劉顯凡;化學(xué)反應(yīng)放熱失控安全泄放設(shè)計(jì)及評估技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2011年

6 王東宇;化工容器超壓泄放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];大連理工大學(xué);2002年

7 吳冬輝;可燃?xì)怏w燃爆泄放面積的數(shù)值計(jì)算[D];大連理工大學(xué);2005年

8 孫召賓;危險(xiǎn)化學(xué)品泄放事故后果計(jì)算模型的研究及應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2012年

9 李立東;鋁粉爆炸泄放及抑制實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2013年

10 李迪;鋁粉爆炸泄放特性及二次爆炸現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

本文編號：2534003