煤粉粒径对粉尘爆炸影响试验研究与数值模拟

来源：中国安全科学学报杂志2017年第1期北京时间：

作者：何琰儒, 朱顺兵, 李明鑫, 吴倩倩, 曹元, 周征

单位：1 江苏省危险化学品本质安全与控制技术重点实验室,江苏 南京 210009；2 南京工业大学 安全科学与工程学院,江苏 南京 210009

摘要：为分析煤粉粉尘的爆炸特性,利用20 L爆炸球测试装置与Fluent软件,试验研究煤粉粒径、质量浓度对煤粉云最大爆炸压力、爆炸指数的影响。结果表明,当试验环境温度为293~303 K时,点火能量为10 kJ,粒径为26,73和115 μm等3种粉尘云的最大爆炸压力均随着粉尘质量浓度的增加先升后降,在350 g/m3处达到最大值。同一粉尘质量浓度下,最大爆炸压力、爆炸指数均随着粒径的减小而增大。在60~120 ms时间内,粒径为26 μm、质量浓度为350 g/m3的粉尘颗粒在球体内能保持一定的稳定状态,60 ms左右扩散达到相对均匀状态。爆炸后,燃烧最高温度为2 060 K,未燃区温度由300 K上升至375 K。粒径为26 μm的煤粉尘云爆炸危险性等级为Ⅱ级,粒径为73和115 μm的煤粉尘云爆炸危险性等级为Ⅰ级。

关键词：粉尘粒径,爆炸压力,点火延迟,数值计算,湍流

基金资助：国家自然科学基金资助(21576136)。