粉塵云最大爆炸壓力和最大壓力上升速率測定方法

粉塵云最大爆炸壓力和最大壓力上升速率測定方法GB／T16426—1996國家技術(shù)監(jiān)督局1996—06—04批準(zhǔn)

1997—04—01實(shí)施

本標(biāo)準(zhǔn)等效采用國際組織ISO／DIS6184／1《爆炸預(yù)防系統(tǒng)

第1部分：空氣中可燃粉塵爆炸指數(shù)測定方法》。

1

主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可燃粉塵云最大爆炸壓力和最大壓力上升速率測定用試驗(yàn)裝置、測定步驟、其他替代測定方法和測定報(bào)告。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于一般工業(yè)粉塵。

本標(biāo)準(zhǔn)不適用炸藥或具有爆炸性質(zhì)的物質(zhì)。

2

術(shù)語2．1

爆炸壓力(pm)

explosionpressure(pm)

在爆炸過程中達(dá)到的相對(duì)于著火時(shí)容器中壓力的最大過壓值。2．2

最大爆炸壓力(pmax)

maximumexplosionpressure(pmax)

在多種反應(yīng)物濃度下，通過一系列試驗(yàn)確定的爆炸壓力pm的最大值。2．3

壓力上升速率[(dp／dt)

m]

rateofpressurerise[(dp／dt)

m)

在爆炸過程中測得的爆炸壓力隨時(shí)間變化曲線的最大斜率。2．4

最大壓力上升速率正(dp／dt)max)

maximumrateofpressurerise[(dp／dt)max]

在多種反應(yīng)物濃度下，通過一系列試驗(yàn)確定的壓力上升速率(dp／dt)

m的最大值。2．5

爆炸指數(shù)(Km)

explosionindex(Km)

由容器的容積V和爆炸時(shí)壓力上升速率(dp／dt)

m按下列公式所確定的常數(shù)：Km＝(dp／dt)

m

×

V1/32．6

最大爆炸指數(shù)(Kmax)

maximumexplosionindex(Kmax)

由多種反應(yīng)物濃度范圍內(nèi)的試驗(yàn)測得的爆炸指數(shù)Km的最大值。2．7

紊流指數(shù)(tv)(點(diǎn)燃延遲時(shí)間)

turbulenceindex(tv)(ignitiondelay)

根據(jù)試驗(yàn)裝置中粉塵開始擴(kuò)散與點(diǎn)火源觸發(fā)之間的時(shí)間間隔所確定的試驗(yàn)參數(shù)，它表征在點(diǎn)燃瞬間經(jīng)常出現(xiàn)的紊流的程度。

3

試驗(yàn)裝置

本標(biāo)準(zhǔn)所述試驗(yàn)裝置適用于測定粒度小于75μm、水分低于10％的可燃粉塵的最大爆炸壓力和最大壓力上升速率。注：①如果粒度較大或水分較高的粉塵能在爆炸室中有效地?cái)U(kuò)散，則可用該裝置測定這種粉塵的最大爆炸壓力和最大壓力上升速率。②試樣的粒度和水分應(yīng)能代表受試粉塵的粒度和水分。試驗(yàn)裝置主要由容積為1m3的圓筒形爆炸室構(gòu)成，圓筒形爆炸室的長度和直徑比為1：1，裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

一容積為5L的粉塵容器與爆炸室相連，注入該粉塵容器的噴塵氣壓可達(dá)2．0MPa。該粉塵容器裝有19mm(3／4″)快速開啟閥，該閥門打開后能使容器中的粉塵在10ms內(nèi)噴出。粉塵容器通過一根內(nèi)徑為19mm(3／4″)的管子與爆炸室內(nèi)安設(shè)的半圓噴管相連通。半圓形噴管內(nèi)徑為19mm，噴管上分布著孔徑為4～6mm的噴塵孔，噴塵孔的總斷面積約為300mm2。點(diǎn)火源是一總能量為10kJ的煙火點(diǎn)火具，點(diǎn)火源在對(duì)應(yīng)于紊流指數(shù)(tv)為0．6s的滯后時(shí)間點(diǎn)燃粉塵—空氣混合物。點(diǎn)火劑的質(zhì)量為2．4g，由40％的鋯粉、30％的硝酸鋇和30％的過氧化鋇組成。點(diǎn)火源由電引火頭點(diǎn)燃，點(diǎn)火源位于爆炸室的幾何中心。爆炸室壁上安有壓力傳感器以測定爆炸壓力，壓力傳感器與記錄儀相連接。

4

測定步驟把粉塵試樣放入粉塵容器中，用壓縮空氣加壓到2．0MPa。將爆炸室抽成一定真空狀態(tài)以確保爆炸室在點(diǎn)燃時(shí)處于大氣壓狀態(tài)下。啟動(dòng)壓力記錄儀，打開粉塵容器的閥門，滯后點(diǎn)燃點(diǎn)火源，對(duì)爆炸壓力進(jìn)行記錄測定。每次試驗(yàn)后，要用空氣吹凈爆炸室。采用不同的粉塵濃度重復(fù)試驗(yàn)，以得到爆炸壓力pm和壓力上升速率(dp／dt)m隨粉塵濃度變化的曲線，根據(jù)曲線可求得最大爆炸壓力pmax、最大爆炸指數(shù)Kmax如圖2、圖3所示。

圖2

圖3

對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)裝置，在點(diǎn)燃延遲時(shí)間(tv)為0．6s便可達(dá)最大爆炸壓力值。點(diǎn)燃延遲時(shí)間(tv)對(duì)測得的最大壓力上升速率(dp／dt)max和最大爆炸指數(shù)Kmax有影響。點(diǎn)燃延遲時(shí)間(tv)值增大，會(huì)使(dp／dt)max、K

max。值減小，反之，點(diǎn)燃延遲時(shí)間(tv)值減小，會(huì)使(dp／dt)

max、K

max值增大。

本標(biāo)準(zhǔn)所測p

max的準(zhǔn)確度一般為±4％，K

max的準(zhǔn)確度取決于點(diǎn)燃時(shí)混合物的紊流條件如圖4所示。

圖4

5

其他替代測定方法

如果已經(jīng)證實(shí)，采用替代試驗(yàn)裝置和(或)測定步驟(如20L爆炸試驗(yàn)裝置及相應(yīng)的測定步驟)直接或通過換算所得結(jié)果，與用1m3試驗(yàn)裝置在如下以Kmax值劃分的爆炸性范圍內(nèi)至少有5個(gè)粉塵試樣的試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)(最大差值為±20％)，則可以用該替代裝置和測定步驟來測定可燃粉塵—

Kmax<20．0MPa·m／s

20．0≤Kmax≤30．0MPa·m／s。

Kmax>30．0MPa·m／s

注：在試驗(yàn)裝置不用于測定某一爆炸性范圍內(nèi)的粉塵時(shí)，可以減小該爆炸性范圍內(nèi)的對(duì)比試驗(yàn)粉塵試樣的個(gè)數(shù)。

6

測定報(bào)告

測定報(bào)告應(yīng)包括下述內(nèi)容：

a．

試樣名稱、來源；

b．

試樣粒度分布；

c．

試樣水分；

d．

最大爆炸壓力pmax；

e．

最大壓力上升速率(dp／dt)

max；

f．

最大爆炸指數(shù)Kmax；

g．

對(duì)應(yīng)于pmax和(dp／dt)

max測定值的粉塵濃度；

h．

試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)；

i．

試驗(yàn)日期、試驗(yàn)人員(簽名)。

附加說明：