粉塵云最大爆炸壓力和最大壓力上升速率測定方法.doc

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粉塵云最大爆炸壓力和最大壓力上升速率測定方法 GB／T 16426—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／DIS 6184／1《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) explosion pressure(pm) 在爆炸過程中達(dá)到的相對于著火時(shí)容器中壓力的最大過壓值。 2．2 最大爆炸壓力(pmax) maximum explosion pressure(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] rate of pressure rise[(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) maximum rate of pressure rise[(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) explosion index (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 × V1/3 2．6 最大爆炸指數(shù)(Kmax) maximum explosion index(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) turbulence index(tv) (ignition delay) 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。 　　　?、谠嚇拥牧６群退謶?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。啟動壓力記錄儀，打開粉塵容器的閥門，滯后點(diǎn)燃點(diǎn)火源，對爆炸壓力進(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，會使(dp／dt)max、K max。值減小，反之，點(diǎn)燃延遲時(shí)間(tv)值減小，會使(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—空氣混合物的最大爆炸壓力和最大壓力上升速率： 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： 本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國煤炭工業(yè)部提出。 本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國煤炭工業(yè)部煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國煤炭工業(yè)部煤炭科學(xué)研究總院重慶分院起草和負(fù)責(zé)解釋。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人田仁曲、何朝遠(yuǎn)、張引合、苑洪湘。