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國家技術監(jiān)督局1996—06—04批準

1997—04—01實施

本標準等效采用國際組織ISO／DIS6184／1《爆炸預防系統(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

本標準規(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裝置、測定步驟、其他替代測定方法和測定報告。

本標準適用于一般工業(yè)粉塵。

本標準不適用炸藥或具有爆炸性質的物質。

2

術語2．1

爆炸壓力(pm)

explosionpressure(pm)

在爆炸過程中達到的相對于著火時容器中壓力的最大過壓值。2．2

最大爆炸壓力(pmax)

maximumexplosionpressure(pmax)

在多種反應物濃度下，通過一系列試驗確定的爆炸壓力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]

在多種反應物濃度下，通過一系列試驗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)

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

紊流指數(shù)(tv)(點燃延遲時間)

turbulenceindex(tv)(ignitiondelay)

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

3

試驗裝置

本標準所述試驗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擴散，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能代表受試粉塵的粒度和水分。試驗裝置主要由容積為1m3的圓筒形爆炸室構成，圓筒形爆炸室的長度和直徑比為1：1，裝置結構如圖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。點火源是一總能量為10kJ的煙火點火具，點火源在對應于紊流指數(shù)(tv)為0．6s的滯后時間點燃粉塵—空氣混合物。點火劑的質量為2．4g，由40％的鋯粉、30％的硝酸鋇和30％的過氧化鋇組成。點火源由電引火頭點燃，點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)以確保爆炸室在點燃時處于大氣壓狀態(tài)下。啟動壓力記錄儀，打開粉塵容器的閥門，滯后點燃點火源，對爆炸壓力進行記錄測定。每次試驗后，要用空氣吹凈爆炸室。采用不同的粉塵濃度重復試驗，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

對于本標準試驗裝置，在點燃延遲時間(tv)為0．6s便可達最大爆炸壓力值。點燃延遲時間(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。點燃延遲時間(tv)值增大，會使(dp／dt)max、K

max。值減小，反之，點燃延遲時間(tv)值減小，會使(dp／dt)

max、K

max值增大。

本標準所測p

max的準確度一般為±4％，K

max的準確度取決于點燃時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，采用替代試驗裝置和(或)測定步驟(如20L爆炸試驗裝置及相應的測定步驟)直接或通過換算所得結果，與用1m3試驗裝置在如下以Kmax值劃分的爆炸性范圍內(nèi)至少有5個粉塵試樣的試驗結果相當(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：在試驗裝置不用于測定某一爆炸性范圍內(nèi)的粉塵時，可以減小該爆炸性范圍內(nèi)的對比試驗粉塵試樣的個數(shù)。

6

測定報告

測定報告應包括下述內(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．

對應于pmax和(dp／dt)

max測定值的粉塵濃度；

h．

試驗采用標準；

i．

試驗日期、試驗人員(簽名)。

附加說明：