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注安技术跟学笔记:粉尘爆炸

作者:233网校-浪子新生 2022-05-24 16:45:00
导读:本系列跟学笔记,是根据233网校老师讲授的知识进行归纳整理和总结浓缩,适合配套课程学习~

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一、粉尘爆炸的机理

气相点火机理

粉尘表面通过热传导和热辐射,粉尘、熔化分解和蒸发,形成可燃气体。

表面非均相点火机理

首先氧气与颗粒表面反应,使表面着火;其次燃烧后的挥发成分在颗粒周围形成气相层,阻止氧气向颗粒表面扩散;最后挥发成分点火燃烧,促使粉尘颗粒重新燃烧。

二、粉尘爆炸的特点

特点

关键词

粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小,但燃烧时间长,产生的能量大,破坏程度大

速度小、时间长、能量大、破坏大

爆炸感应期较长。尘粒的表面分解或蒸发阶段及由表面向中心延烧的过程

感应长

有产生二次爆炸的可能性。激起扬尘,在新空间内达到爆炸极限,飞散火花成为点火源

二次爆炸

中毒的危险。粉尘有不完全燃烧后的气体中含有大量的CO及粉尘(如塑料粉)自身分解的有毒气体,会伴随中毒死亡的事故

有毒

【2019】评价粉尘爆炸危险性的主要特征参数有爆炸极限、最小点火能量、最低爆炸压力机压力上升速率。关于粉尘爆炸危险性特征参数的说法,错误的是(   )。

A.粒度对粉尘爆炸压力的影响比其对粉尘爆炸压力上升速率的影响大

B.粉尘爆炸极限不是固定不变的

C.容器尺寸会对粉尘爆炸压力及压力上升速率有很大的影响

D.粉尘爆炸压力及压力上升速率受湍流度等因素的影响

参考答案:A
参考解析:粉尘爆炸极限不是固定不变的,它的影响因素主要有粉尘粒度、分散度、温度、点火源的性质、可燃气含量、氧含量、温度、惰性粉尘和灰分等。一般来说,粉尘粒度越细,分散度越高,可燃气体和氧的含量越大,火源强度、初始温度越高,温度越低,惰性粉尘及灰分越少,爆炸极限范围越大,粉尘爆炸危险性也就越大。粉尘爆炸压力及压力上升速率(dp/dt)主要受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度等因素的影响。粒度对粉尘爆炸压力上升速率的影响比其对粉尘爆炸压力的影响大得多

【2014】当可燃性固体呈粉体状态,粒度足够细,飞扬悬浮于空气中,并达到一定浓度,在相对密闭的空间内,遇到足够的点火能量就可以发生粉尘爆炸。粉尘爆炸机理比气体爆炸复杂的多,下列关于粉尘爆炸特点的说法中,正确的是(   )。

A.粉尘爆炸速度比气体爆炸大

B.有产生二次爆炸的可能性

C.粉尘爆炸的感应期比气体爆炸短

D.爆炸压力上升速度比气体爆炸大

参考答案:B
参考解析:粉尘爆炸的特点:(1)爆炸速度或升压速度比爆炸气体小,但燃烧时间长,产生的能量大,破坏程度大。(2)爆炸感应期较长。(3)有产生二次爆炸的可能性

三、粉尘爆炸分类

粉尘爆炸危险性的物质大体可以分为七类:①金属类(如镁粉、铝粉、其他金属);②煤炭类(如活性炭、煤等);③粮食类(如面粉、淀粉、玉米粉等);④合成材料类(如塑料、染料、合成洗剂、合成如结剂等) ;⑤饲料类(鱼粉、饲料粉等);⑥农副产品类(如棉花、烟草、砂糖等);⑦林产品类(如纸粉、木粉等)

四、粉尘爆炸的条件

粉尘爆炸条件(缺一不可)

关键词

粉尘本身具有可燃性

可燃

粉尘悬浮在空气(或助燃气体)中并达到一定浓度

浓度

有足以引起粉尘爆炸的起始能量(点火源)

点火能量

【2021】粉尘爆炸过程比气体爆炸过程复杂,爆炸条件有一定差异。下列粉尘爆炸条件中,不是必要条件的是(  )。

A.粉尘处于密|闭空间

B.粉尘本身具有可燃性

C.粉尘悬浮在空气或助燃气体中并达到一定浓度

D.有足以引起粉尘爆炸的起始能量(点火源)

参考答案:A

参考解析:粉尘爆炸的条件

(1)粉尘本身具有可燃性;(2)粉尘悬浮在空气(或助燃气体)中并达到—定浓度;(3)有足以引起粉尘爆炸的起始能量(点火源)。

五、粉尘爆炸过程

(1)可燃粉尘与空气混合物遇点火源、也可能发生爆炸,其也具有爆炸极限,但有实际应用意义的主要是下限。

(2)铝粉在空气中的爆炸极限约为35g/m³。

粉尘爆炸过程与可燃气爆炸的区别

区别

关键词

粉尘爆炸所需的发火能要大得多

发火能大

在可燃气爆炸中,促使温度上升的传热方式主要是热传导;而在粉尘爆炸中,热辐射的作用大

气体热传导、粉尘热辐射

【2021】粉尘爆炸过程与可燃气爆炸过程相似,但爆炸特性和影响因素有区别。关于粉尘爆炸特性的说法,正确的有(  )。

A.粉尘爆炸感应期比气体爆炸感应期短

B.粉尘爆炸比气体爆炸产生的破坏程度小

C.粉尘爆炸压力上升速率比气体爆炸压力上升速率

D.粉尘爆炸存在不完全炊燃烧现象

E.粉尘爆炸后有产生二次爆炸的可能性

参考答案:DE
参考解析:粉尘爆炸有以下特点:

(1)粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小,但燃烧时间长,产生的能量大,破坏程度大。

(2)爆炸感应期较长。粉尘的爆炸过程比气体的爆炸过程复杂,要经过尘粒的表面分解或蒸发阶段及由表面向中心炊然尧的过程,所以感应期比气体长得多。

(3)有产生二次爆炸的可能性。因为粉尘初次爆炸产生的冲击波会将堆积的粉尘扬起,悬浮在空气中,在新的空间形成达到爆炸极限浓度范围内的混合物,加之外围粉尘迅速填补第一次爆炸形成的负压区,而飞散的火花和辐射热成为点火源,引起第二次爆炸。这种连续爆炸会造成严重的破坏。

(4)粉尘有不完全燃烧现象。在燃尧后的气体中含有大量的CO及粉尘(如塑料粉)自身分解的有毒气体,会伴随中毒死亡的事故。

【2020】可燃性粉尘浓度达到爆炸极限,遇到足够能量的火源会发生粉尘爆炸。粉尘爆炸过程中热交换的主要方式是(  )。

A.热传导

B.热对流

C.热蒸发

D.热辐射

参考答案:D
参考解析:粉尘爆炸过程与可燃气爆炸相似,但有两点区别:一是粉尘爆炸所需的发火能要大得多;二是在可燃气爆炸中,促使温度上升的传热方式主要是热传导;而在粉尘爆炸中,热辐射的作用大。

【2017】粉尘爆炸是一个瞬间的连锁反应,属于不稳定的气固二相流反应,与气体爆炸相比,下列关于粉尘爆炸速度、燃烧时间、能量、破坏程度的说法中,正确的是(   )。

A.粉尘爆炸速度比气体爆炸小,但燃烧时间长,产生的能量大,破坏程度大

B.粉尘爆炸速度比气体爆炸大,但燃烧时间长,产生的能量大,破坏程度大

C.粉尘爆炸速度比气体爆炸小,但燃烧时间短,产生的能量大,破坏程度大

D.粉尘爆炸速度比气体爆炸大,但燃烧时间长,产生的能量小,破坏程度大

参考答案:A
参考解析:粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小,但燃烧时间长产生的能量大,破坏程度大

【2015】粉尘爆炸是一个瞬间的连锁反应,属于不稳定的气固二相流反应,其爆炸过程比较复杂下列关于粉尘爆炸特性的说法中,错误的是( )。

A.具有发生二次爆炸的可能性

B.产生的能量大、破坏作用大

C.爆炸压力上升速度比气体爆炸大

D.感应期比气体爆炸长得多

参考答案:C
参考解析:选项C错误,粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小,但燃烧时间长,产生的能重大,破坏程度大

六、粉尘爆炸的特性及影响因素

(1)粉尘粒度越细,分散度越高,可燃气体和氧的含量越大,火源强度、初始温度越高,湿度越低,惰性粉尘及灰分越少,爆炸极限范围越大,粉尘爆炸危险性也就越大。

(2)当粉尘粒度越细,接触表面越大,则反应速度越快,爆炸上升速率就越大。

(3)粉尘爆炸压力及压力上升速率(dp/dt)主要受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度等因素的影响。粒度对粉尘爆炸压力上升速率的影响比其对粉尘爆炸压力的影响大得多。

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