锆金属粉尘云的爆炸特性*

邓 军,任旭刚,王秋红,杨玉峰

(1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054；2.西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西 西安 710054)

锆金属粉尘云的爆炸特性*

邓 军1,2,任旭刚1,2,王秋红1,2,杨玉峰1,2

(1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054；2.西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西 西安 710054)

采用20 L近球形爆炸实验系统对锆粉尘云的爆炸特性开展了实验研究，分别分析了初始点火能量、点火延迟时间、粉尘云浓度3种因素对锆粉尘云爆炸强度的影响，揭示了锆粉尘云在密闭容器中的爆炸特性。在本实验条件下，结果表明：初始点火能量对锆粉尘云最大爆炸压力有显著影响，锆粉尘云最大爆炸压力随初始点火能量的增大而增大；随点火延迟时间的增加，锆粉尘云最大爆炸压力先增大后减小，存在最佳点火延迟时间；随粉尘云浓度的增大，锆粉尘云最大爆炸压力先增大后减小，存在最佳锆粉尘云浓度，得到锆粉尘云的爆炸下限为18～20 g/m3。

锆;粉尘云;爆炸压力;初始点火能量;点火延迟时间

金属粉尘爆炸是指悬浮状金属颗粒被快速氧化，瞬间释放出大量热量，系统内温度和压力迅速升高的现象[1]，占总粉尘爆炸事故的三分之一[2]。锆粉是一种高致热性金属粉，它具有较低的着火点低(约210 ℃)、极易被氧化、燃烧速度大和释放热量高的特点，被广泛应用于民用、航天、新能源、军工以及核反应堆等领域。近年来，一些学者对锆粉的燃烧进行了相关研究，其中W.L.Doyle等[3]研究得到锆金属在压力为1.013 MPa的氧气中燃烧达到的最高温度为4 930 K。……