【正文】 ，單位，Pa/s；——湍流因子 ，Kr——混合物燃速，單位:m/s；A——火焰陣面面積，單位:m2；P0一一初始壓力，單位:Pa；Pm——最大壓力，單位:Pa；P——壓力 ，單位:Pa；V——體 積，單位:m3。見表1。同時(shí)，要嚴(yán)格鑒別持續(xù)燃燒的瞬間，也是非常困難的。而我國開展這方面的研究則是在20世紀(jì)80年代，哈爾濱亞麻廠粉塵爆炸、黃埔港糧食筒倉大爆炸等數(shù)次惡性爆炸事故之后[3]。然后根據(jù)使用場所及溫度來選型，在正常加工生產(chǎn)過程中，能夠產(chǎn)生粉塵云或粉塵層的爆炸性和可燃性物質(zhì)，當(dāng)與空氣混合達(dá)到一定濃度時(shí)，這種環(huán)境就必須選擇“塵密型”的外殼，以使粉塵不得進(jìn)入殼內(nèi)。3 粉塵防爆電氣設(shè)備外殼要求3．1 防止粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備殼內(nèi)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB12476．190粉塵防爆電氣設(shè)備的要求，可按外殼接合面的形式制成平面式、止口式、密 封式、螺紋式、圓筒式、曲路式以及幾種方式的組合。1 粉塵爆炸的機(jī)理和特點(diǎn)粉塵爆炸首先是粉塵粒子從點(diǎn)燃源獲得能量后（熱傳導(dǎo)、熱輻射）表面受熱，另外粉塵粒子獲得能量后內(nèi)外相繼受熱而產(chǎn)生熔融和氣化迸發(fā)出熾熱微小質(zhì)子顆?；蚧鸹?，也形成粉塵的點(diǎn)火源。當(dāng)溫度上升到100℃時(shí)，氧氣極限溫度大約減少1．4℃；初始壓力從1bar（100kpa）上升到4bar（400kpa），會(huì)引起爆炸下限的上升，最大爆炸壓力和壓力上升速度隨初始壓力的上升而直線增加，而氧氣極限濃度不變?？扇夹苑蹓m爆炸特性的研究與爆炸性氣體相比，對可燃性粉塵的研究起步較晚。要認(rèn)識到對于具有不同物化特性、初態(tài)和邊界條件的粉塵,將會(huì)產(chǎn)生不同的壓力上升速率和最大壓力。(2) 最小點(diǎn)火能。(2) 粒子表面的分子由于熱分解或干餾作用,變?yōu)闅怏w分布在粒子周圍。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,粉體技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,其爆炸危險(xiǎn)性幾乎涉及到所有的工業(yè)部門,常見可爆粉塵材料包括:農(nóng)林( 糧食、飼料、食品、農(nóng)藥、肥料、木材、糖、咖啡等) 、礦冶( 煤炭、鋼鐵、金屬、硫磺等) 、紡織( 塑料、紙張、橡膠、染料、藥物等) 、化工( 多種化合物粉體) 。因此,粉塵爆炸時(shí)的氧化反應(yīng)主要是在氣相內(nèi)進(jìn)行的,實(shí)質(zhì)上是氣體爆炸,并且氧化放熱速率要受到質(zhì)量傳遞的制約,即顆粒表面氧化物氣體要向外界擴(kuò)散,外界氧也要向顆粒表面擴(kuò)散,這個(gè)速度比顆粒表面氧化速度小得多,就形成控制環(huán)節(jié)。二是較精確的方法,E=∫20(UI－I2R)dt,式中U,I為電極兩端的電壓和電流,I2R為放電回路電阻引起的功耗。4 影響粉塵爆炸的因素影響粉塵爆炸的因素有粉塵自身形成的和外部條件形成的兩方面因素。金屬火花粉塵云的點(diǎn)燃率與很多因素有關(guān)，諸如金屬的種類、兩金屬表面的接觸速度、接觸時(shí)間、接觸壓力和粉塵云的種類、濃度等。它是根據(jù)在一定范圍的密閉容器內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)測試的壓力上升速率得出的工程近似關(guān)系。當(dāng)粉塵濃度與空氣混合達(dá)到爆炸下限時(shí)遇到點(diǎn)火源即可燃燒，在初始燃燒時(shí)，由于粉塵與空氣混合較充分，粉塵即可爆炸，并以壓力波的方式釋放能量，所以常常把機(jī)械裝置中的粉塵吹出來，把地面上的粉塵層吹起，形成了飛揚(yáng)的粉塵云。按GB420393準(zhǔn)試驗(yàn)，判定合格標(biāo)準(zhǔn)：“塵密外殼”殼內(nèi)無可見粉塵，“防塵外殼”殼內(nèi)可見微量粉塵，但不影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。而溫度組別的確定就要按2．2的原則來確定了。其爆炸機(jī)理至今還沒有探討的很清楚。一般工業(yè)粉塵，其氧化放熱速率要受到質(zhì)量傳遞的制約，即顆粒表面氧化物氣體要向環(huán)境擴(kuò)散，氧氣要擴(kuò)散到顆粒表面，這個(gè)速度要比表面化學(xué)反應(yīng)速率小得多，從而形成控制性環(huán)節(jié)。因?yàn)?，即使人體所帶靜電也可達(dá)到這個(gè)量級。針對爆炸發(fā)生的條件，常用的防爆措施有:惰化、抑爆、隔爆、泄爆等。即使粉塵積聚到爆炸濃度，如果沒有火源或引燃粉塵的溫度，也不會(huì)發(fā)生爆炸。而可燃?xì)怏w通過自然擴(kuò)散就可能形成爆炸性混合物。粉塵能否懸浮在空氣中關(guān)鍵在干粉塵的粒徑。粉塵爆炸由于時(shí)間短，容易引起不完全燃燒，燃燒產(chǎn)物中含有大量一氧化碳，容易使人員中毒，因此粉塵爆炸毒性比較大。運(yùn)行前必須先通風(fēng)，并應(yīng)在通風(fēng)量大于電氣設(shè)備及其通風(fēng)系統(tǒng)容積的5倍時(shí)，才能接通電氣設(shè)備的主電源；3．在運(yùn)行中，進(jìn)入電氣設(shè)備及其通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的氣體，不應(yīng)含有易燃物質(zhì)或其他有害物質(zhì)；4．在電氣設(shè)備及其通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行中，其風(fēng)壓不應(yīng)低于50Pa。如必須裝設(shè)時(shí)，插座宜安置在爆炸性粉塵不易積聚的地方；局部照明燈具宜安置在事故發(fā)生時(shí)氣液不易沖擊的位置。粉塵爆炸感應(yīng)期長使得有可能探測爆炸的苗頭。首先，物質(zhì)必須是可燃的。有時(shí)由于氣體爆炸的沖擊波使粉塵大量飛揚(yáng)，在氣體爆炸的火焰行將熄滅時(shí)，粉塵就接著爆炸。粉塵爆炸必須具備兩個(gè)主要條件：1） 粉塵與空氣中的氧充分混合，達(dá)到一定的濃度。2．3 粉塵爆炸模型研究國外，對粉塵爆炸模型進(jìn)行研究的有Mitsui，Tanak( 1973)，Tanak( 1981)，Nagy( 1983)，Lee和Sichel(1985)等。表明可燃粉塵最小點(diǎn)火能量有一個(gè)很寬的數(shù)值范圍。但是點(diǎn)火延遲并不是這三個(gè)特征時(shí)間的簡單求和，因?yàn)樵诨旌线^程和化學(xué)反應(yīng)之間沒有明顯的分界:二者可能重疊。研究領(lǐng)域涉及染料、藥物、糧食、飲料、金屬、塑料、織物、木材等粉塵。5 粉塵防爆電氣設(shè)備如何選型首先識別粉塵防瀑的標(biāo)志是DIP，類別為DT(DP)，溫度組別為T11—T13。表2 溫度組別的確定溫度級別點(diǎn)燃溫度/℃T11T≥270T12270≥T≥200T13200≥T≥150注：確定粉塵溫度組別時(shí)應(yīng)取粉塵云的點(diǎn)燃溫度和粉塵層的點(diǎn)燃溫度兩者之中的低值。以避免點(diǎn)火源與粉塵直接接觸，在輸送的過程中要注意撞擊、摩擦產(chǎn)生靜電等因素。壓力上升，變化速度不大。所以迫切要求對其爆炸機(jī)理進(jìn)一步研究,尤其要加強(qiáng)基礎(chǔ)性研究,提出可行的防爆措施,以降低爆炸造成的損失。V01/3λ2/3=KG,其中, KG是取決于爆炸介質(zhì)、混合比和初始狀態(tài)的常數(shù),是長徑比。另外人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),煤粉的層流火焰燃燒速度為5～35,最大的火焰燃燒速度出現(xiàn)在以揮發(fā)含量為基礎(chǔ)的化學(xué)計(jì)算濃度附近。2 可燃粉塵爆炸機(jī)理研究粉塵爆炸機(jī)理可簡單以圖1 來描述圖1 粉塵爆炸機(jī)理(1) 供給粒子表面以熱能,使其溫度上升。常見粉塵爆炸場所有:室內(nèi)( 通道、地溝、廠房、倉庫等) 和設(shè)備內(nèi)( 集塵器、除塵器、混合機(jī)、輸送機(jī)、篩選機(jī)、料斗、高爐、打包機(jī)等) 。所以,實(shí)際氧化反應(yīng)放熱消耗顆粒的速率,最大等于傳質(zhì)速率。(3) 爆炸極限。就粉塵自身因素來說,又有化學(xué)因素和物理因素兩類。英國對此進(jìn)行了試驗(yàn)研究。分析表明，最大爆炸壓力上升速率不僅與容器形狀有關(guān)，而且與容器的容積有關(guān)，與容器的容積大小的關(guān)系并不是簡單的立方根關(guān)系。這些粉塵云再被初始的爆炸的灼熱殘余物瞬間再次點(diǎn)燃，接著發(fā)生第二次爆炸，同時(shí)可產(chǎn)生空氣湍流。3．2 電氣設(shè)備材料的選擇防塵外殼要有足夠的強(qiáng)度以防止緊固接合面時(shí)受力破裂或變形，這就要求有一定的厚度，否則達(dá)不到密封要求。比如：鋁粉末，其點(diǎn)燃溫度是230℃，經(jīng)計(jì)算后再加安全系數(shù)，電氣設(shè)備的允許最高表面溫度只能選擇T12。日本學(xué)者認(rèn)為:粉塵爆炸是粉塵粒子表面與氧產(chǎn)生反應(yīng)所引起的，不像氣體爆炸那樣，是可燃物與氧化劑均勻混合后的反應(yīng)