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粉尘爆炸研究背景

在工业生产中,粉尘爆炸事故时有发生,往往会造成巨大的人员伤亡和财产损失。为了防止粉尘爆炸的发生或尽量减轻粉尘爆炸所造成的危害,需要制定相应的防护措施和法规,并据此进行安全防护设计和风险评估等工作,这就是粉尘爆炸研究工作的应用背景和目的[1]。近年来,我国政府开始重视工业粉尘爆炸灾害研究工作,国内部分高校和科研单位相继开展了此方面的研究上作,并取得了一定的进展。

在工业生产过程中,生产装置常常通过管道相接从而形成复杂的连通系统。就单个容器而言,由于受到约束作用,粉尘爆炸会产生较高的压强和压力上升速率,导致很多的装置或设备不能承受爆炸载荷从而造成人员伤亡和财产损失。而在连通容器中,此类爆炸事故的后果更为严重,因为在这种情况下,初始容器中发生的粉尘爆炸可以通过火焰在连接管道中的加速传播传递到相连的其他容器中,引发猛烈的二次爆炸,由于压力累积效应,二次爆炸通常会更为猛烈,从而导致灾难性的后果。当连接管道的长径比足够大时,爆炸可能会转变为爆轰,造成更加严重的后果[2]。由于发生粉尘爆炸的影响素众多,完全防止粉尘爆炸的发生几乎是不可能的,因此通常主要依靠爆炸防护技术来控制爆炸危害,从而保证一定的安全操作水平。

粉尘爆炸定义及要素

粉尘爆炸是火焰在弥散于空间的可燃粉尘云中传播,引起显著的压力、温度

跃升的一种气体/固体动力学现象[3]。

粉尘爆炸是一种复杂的物理化学现象,涉及到多相反应系统中动量、能量和

质量的同时传递。粉尘爆炸研究涉及到诸如两相流、化学动力学、化学热力学、

传热传质学、燃烧学、爆炸力学、气体动力学、计算力学、动态测试技术等学

科,还需考虑其相当敏感的众多影响因素,如非均相系统的多相流动、化学反应以