金属粉尘着火爆炸的理论与实验PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1粉尘定义与分类 1

1.2粉尘爆炸 2

1.2.1粉尘爆炸的特点 2

1.2.2粉尘爆炸发生的条件 5

1.2.3粉尘爆炸的表征参数 6

1.2.4粉尘爆炸的影响因素 8

1.2.5粉尘爆炸的防护技术 9

1.3金属粉尘 14

1.3.1金属粉尘的来源 14

1.3.2金属粉尘的物化特性 15

1.3.3金属粉尘颗粒的燃烧特性 15

1.3.4金属粉尘爆炸的特点 20

1.3.5金属粉尘爆炸的常见点火源 22

1.4金属粉尘着火爆炸特性的研究现状 24

1.4.1粉尘层最低着火温度研究现状 24

1.4.2粉尘云最低着火温度研究现状 25

1.4.3粉尘云最小点火能研究现状 29

1.4.4粉尘云最大爆炸压力、最大压力上升速率研究现状 39

1.4.5纳米金属粉体燃爆特性的研究现状 44

参考文献 48

第2章 粉尘爆炸特性参数测试与标准 55

2.1粉尘层最低着火温度 55

2.1.1测试原理 55

2.1.2测试装置 56

2.1.3着火判据 59

2.1.4测试方法 59

2.1.5数据处理 60

2.1.6应用 60

2.2粉尘云最低着火温度 62

2.2.1测试原理 62

2.2.2测试装置 63

2.2.3测试方法 69

2.2.4数据处理 69

2.2.5应用 69

2.3粉尘爆炸下限 70

2.3.1测试原理 70

2.3.2测试装置 71

2.3.3测试方法 71

2.3.4应用 72

2.4粉尘云最小点火能 72

2.4.1测试原理 72

2.4.2测试装置 73

2.4.3测试方法 76

2.4.4应用 76

2.5最大爆炸压力、最大压力上升速率及爆炸指数 77

2.5.1测试原理 77

2.5.2测试装置 78

2.5.3测试方法 80

2.5.4应用 80

2.6测试标准 81

2.6.1爆炸特性参数的国内外测试标准 81

2.6.2相关测试标准及行业标准 82

2.7本书研究所涉及物质 85

2.7.1镁粉 85

2.7.2钛粉 87

参考文献 93

第3章 热表面作用下粉尘层的着火理论与实验 95

3.1粉尘层表面受热的抽象物理模型 95

3.2粉尘层温度分布假设模型 96

3.2.1 Semenov/Frank-Kamenetskii模型 96

3.2.2 Thomas假设模型 98

3.3粉尘层内温度分布理论模型 98

3.3.1理论模型与守恒方程 98

3.3.2边界条件及初始条件 99

3.4无量纲处理 99

3.5计算方法 100

3.5.1偏微分方程分类形式 100

3.5.2划分网格 101

3.5.3守恒方程的离散 102

3.5.4初边值条件的离散 102

3.5.5离散方程的通用形式 103

3.5.6代数方程组求解 104

3.6守恒方程的放热源项 104

3.6.1空气条件下的化学反应放热速率 104

3.6.2惰化条件下的化学反应放热速率 105

3.7计算参数及过程 111

3.8层内温度分布的数值计算与实验验证 113

3.8.1最高温度限值时的层内温度变化 113

3.8.2粉尘层着火的临界热板温度 115

3.8.3层内着火过程分析 119

3.8.4气相惰化条件下的临界热板温度 123

3.8.5粉体混合物的临界着火温度 127

参考文献 130

第4章 金属粉尘云表面受热着火理论 132

4.1输运状态粉尘云表面受热的着火理论 132

4.1.1着火模型的构建方法 132

4.1.2输运状态下的气-粒两相运动 133

4.1.3输运状态下气-粒两相能量守恒 136

4.1.4粉尘云着火判据 138

4.1.5能量守恒方程的求解 139

4.2热爆炸理论模型 141

4.3瞬时温度模型与热爆炸理论模型对比分析 143

4.3.1粉尘云最低着火温度的计算结果 143

4.3.2瞬时温度模型的参数敏感性分析 145

4.4悬浮状态下粉尘云颗粒的着火理论 148

4.4.1悬浮状态下粉尘云的能量守恒 148

4.4.2悬浮状态下粉尘云颗粒温度的计算 151

4.4.3悬浮状态下粉尘云最低着火温度的影响因素分析 154

4.5微纳米金属粉尘云最低着火温度的差异 156

4.5.1微纳米颗粒的形态差异 156

4.5.2纳米钛粉尘云的能量守恒方程式 159

4.5.3基于云着火理论的纳米团块尺寸估计方法 160

4.6微纳米钛粉混合物的着火理论 164

4.7微米钛粉惰化混合物的着火理论 165

4.8纳米钛粉惰化混合物的着火理论 166

参考文献 167

第5章 电火花作用条件下金属粉尘云的着火理论 170

5.1电火花 170

5.1.1电火花放电能量的测试 171

5.1.2火花放电过程对粉尘浓度的影响 172

5.1.3非电气火花 172

5.2电火花作用下粉尘云的着火理论模型 174

5.2.1粉尘云点火过程分析 174

5.2.2模型假设 175

5.2.3守恒方程及初边值条件 175

5.2.4着火判据 177

5.2.5计算方法 178

5.2.6模型计算参数的确定 181

5.3电火花作用下空间温度模拟计算 185

5.3.1火花放电过程模拟 185

5.3.2火花作用空间温度分布的影响因素 186

5.3.3电火花作用下粉尘云的空间温度分布 192

5.4最小点火能的模拟计算与实验验证 195

5.4.1粒径对最小点火能的影响 195

5.4.2粉尘浓度对最小点火能的影响 202

5.4.3电感对最小点火能的影响 204

5.4.4惰化介质对最小点火能的影响 207

参考文献 215

第6章 密闭容器中金属粉尘云的压力发展 217

6.1低沸点金属粉尘在密闭容器中的爆炸压力发展模型 217

6.1.1模型假设 217

6.1.2爆炸过程的物料衡算 217

6.1.3能量衡算 220

6.1.4压力发展过程 220

6.1.5压力上升速率的影响因素 221

6.1.6猛度参数计算程序 222

6.2低沸点金属粉尘的爆炸压力发展过程 223

6.2.1爆炸压力发展过程 223

6.2.2理论猛度参数的敏感性分析 225

6.2.3气相惰化气氛对猛度参数的影响 227

6.3高沸点金属粉尘在密闭容器中的爆炸压力发展模型 231

6.3.1模型假设与物料衡算 231

6.3.2物料平衡 232

6.3.3模型计算参数与计算程序 232

6.4高沸点金属粉尘的爆炸压力发展过程 233

6.4.1微米金属粉尘的爆炸压力发展过程 233

6.4.2纳米金属粉尘的爆炸压力发展过程 236

6.5高沸点金属爆炸猛度参数的敏感性分析 241

6.5.1粒径对爆炸猛度参数的影响 241

6.5.2粉尘浓度对钛粉爆炸猛度参数的影响 247

6.6微纳米金属粉尘的可爆性 247

6.6.1微纳米金属粉尘的最低可爆浓度 247

6.6.2粉末惰化介质对可爆性的影响 249

参考文献 252

附录 254

附录A粉尘云能量守恒方程的无量纲化 254

附录B BAM炉喷吹分散压力估算 256

附录C密闭容器内爆炸物质转化率的计算 257

索引 258