Effects of ignition delay time on characteristic parameters of aluminum dust explosion
-
摘要: 为了研究装置点火延迟时间对不同浓度粉尘爆炸压力和压力上升速率的影响，以铝粉为介质在5L圆柱形爆炸装置中进行系列爆炸实验。结果表明：装置点火延迟时间对铝粉爆炸压力和压力上升速率有十分显著的影响，且存在一个最佳点火延迟时间，此时最大爆炸压力最大；随着铝粉浓度的增加，最佳点火延迟时间先增加后保持不变。最佳点火延迟时间下的最大爆炸压力和最大压力上升速率明显高于点火延迟时间固定为60s时的。相对粉尘不同浓度均采用固定点火延迟时间，不同浓度时采用最佳点火延迟时间，所测得的粉尘最大爆炸压力和最大压力上升速率明显符合实际。Abstract: According to the time effect of particle dispersion and sedimentation during the dust cloud formation, the paper points out that the internationally accepted method that only by the gas phase turbulence degrees or single dust concentration to set the fixed ignition delay time, is of uncertainty.To investigate the effects of the ignition delay time on the dust explosion pressure and the pressure rise rate, a series of explosion experiments were carried out in a 5－L cylindrical vessel filled with aluminum dust.The results show that the ignition delay time has a significant effect on the measured values of the explosion pressure and the pressure rise rate and there exists an optimum ignition delay time to maximize the explosion pressure.With the increasing of the dust concentration, the optimum ignition delay time increases gradually to the maximum and then remains unchanged.The maximum explosion pressure and the maximum pressure rise rate under the optimum ignition delay time are obviously higher than those under the fixed ignition delay time of 60ms.If the fixed ignition delay time of 60ms is used for all the aluminum dust with different concentrations, the measured maximum explosion pressure and the maximum pressure rise rate may largely deviate from the actual values.
-
图 3 不同浓度铝粉点火延迟时间对pmax和（dp/dt）max的影响
Figure 3. Influence of ignition delay time on pmax and(dp/dt)max of different concentration aluminium
-
[1] Baum M R. Rupture of a gas pressurized cylindrical vessel: The velocity of a detached end-cap[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 1985, 8(3): 149-161. [2] Eckhoff R K. Dust explosions in the process industries[R]. Great Britain: Butterworth Heinemann, 2003. [3] Nagy J, Verakis C. Development and control of dust explosions[M]. New York: Marcel Dekker Inc, 1985. [4] Kauffman C W, Srinath S R, Tezok F I, et al. Turbulence and accelerating dust flame[C]//20th Symposium(International)on Combustion. Pittsburgh PA: The Combustion Institute, 1984: 1701-1708. [5] Jarosinski J, Lee J H, Knystautas R, et al. Quenching distance of self-propagation dust-air flamese[C]//Proceedings of 21st Symposium (International) on Combustion. Pittsburgh PA: The Combustion Institute, 1986: 1917-1924. [6] 王双峰, 浦以康, 贾复.一种低湍流扬尘方法的实验研究[J].工程热物理学报, 2006, 27(2): 347-350. doi: 10.3321/j.issn:0253-231X.2006.02.053Wang Shuang-feng, Pu Yi-kang, Jia Fu. Experimental investigation on a low turbulence dust dispersion method[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2006, 27(2): 347-350. doi: 10.3321/j.issn:0253-231X.2006.02.053 [7] Pu Y K. Fundamental characteristics of laminar and turbulent flames in cornstarch dust-air mixture[D]. Department of Mechanical Engineering, McGill University, 1988. [8] Tai C S, Kauffmann C W, Sichel M, et al. Turbulent dust combustion in a jet-stirred reactor[J]. Progress in Astronautics and Aeronautics, 1988, 113: 62-68. [9] Pu Y K, Li Y C, Kauffman C W, et al. Determination of turbulence parameters in closed explosion vessel[J]. Progress in Astronautics and Aeronautics, 1989, 132: 107-123. [10] Amyotte P R, Pegg M J. Lycopodium dust explosions in a hartmann bomb: Effects of turbulence[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 1989, 2(2): 87-94. doi: 10.1016/0950-4230(89)80004-X [11] 李新光, 王健, 钟圣俊, 等.初始湍流对粉尘爆炸影响的实验研究[J].中国粉体技术, 2010, 16(5): 37-41.Li Xin-guang, Wang Jian, Zhong Sheng-jun, et al. Experimental investigation on influence of pre-ignition turbulence on dust explosion[J]. China Powder Science and Technology, 2010, 16(5): 37-41. [12] Nagy J, Verakis C H. Development and control of dust explosion[M]. UK: Marcel Dekker Inc, 1983. [13] Eckhoff R K. Dust explosions in the process industries[M]. US: Butterworth-Heinemann Ltd, 1991. [14] 胡俊, 浦以康, 万士昕.粉尘等容燃烧容器内扬尘系统诱导湍流特性的实验研究[J].实验力学, 2000, 15(3): 341-348. doi: 10.3969/j.issn.1001-4888.2000.03.015Hu Jun, Pu Yi-kang, Wan Shi-xin. Experimental investigation on dispersion-induced turbulence in closed explosion vessels[J]. Journal of Experimental Mechanics, 2000, 15(3): 341-348. doi: 10.3969/j.issn.1001-4888.2000.03.015 [15] Liu Q M, Bai C H, Li X D, et al. Coal dust/air explosions in a large-scale tube[J]. Fuel, 2010, 89: 329-335. doi: 10.1016/j.fuel.2009.07.010 [16] 尉存娟, 谭迎新, 路旭, 等.点火延迟时间对铝粉爆炸压力的影响研究[J].中北大学学报, 2009, 30(3): 257-260. doi: 10.3969/j.issn.1673-3193.2009.03.013Yu Cun-juan, Tan Ying-xin, Lu Xu, et al. Effect of the ignition delay time on the explosion pressure of aluminum dust[J]. Journal of North University of China, 2009, 30(3): 257-260. doi: 10.3969/j.issn.1673-3193.2009.03.013 [17] 袁旌杰, 伍毅, 陈瑜.点火延迟时间对粉尘最大爆炸压力测定影响的研究[J].中国安全科学学报, 2010, 20(3): 65-69. doi: 10.3969/j.issn.1003-3033.2010.03.012Yuan Jing-jie, Wu Yi, Chen Yu. Effect of ignition delay time on measurement of maximum explosion pressure of dusts[J]. China Safety Science Journal, 2010, 20(3): 65-69. doi: 10.3969/j.issn.1003-3033.2010.03.012 [18] Zhang Q, Li W, Lin D C. Influence of nitromethane concentration on ignition energy and explosion parameters in gaseous nitromethane/air mixtures[J]. Journal of Hazardous Matericals, 2010, 185(2): 756-762. [19] Cashdollar K L, Zlochower I A. Explosion temperatures and pressures of metals and other elemental dust clouds[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2007, 20(4/5/6): 337-348. [20] Dufaud O, TraoréM, Perrin L, et al. Thomas. Experimental investigation and modeling of aluminum dusts explosions in the 20Lsphere[J]. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2010, 23(2): 226-236. doi: 10.1016/j.jlp.2009.07.019 期刊类型引用(36)
1. 何理，殷琳，钟冬望，张鑫玥，赵永明，熊海涛，陈莎莎，NJAMBA Bruno. 爆破振动强度、波形与频谱研究综述：预测及主动控制. 爆破. 2024(03): 189-204+262 . 
百度学术2. 王士明，周发明，刘聪. 浅孔控制爆破技术在环境和地质双复杂条件下基坑开挖工程中的应用. 煤矿爆破. 2024(04): 33-37 . 百度学术3. 汤松，李立峰，郑雅风，赵渊，仲鹏，王淼. 基于改进的线性叠加法和岩石破碎效果的最优延期时间分析. 爆破. 2023(03): 12-19 . 百度学术4. 杨璐瑶，莫宏毅，王雪松，全铭，徐振洋. 应力叠加下的爆破减振效应现场试验研究. 金属矿山. 2023(10): 24-30 . 百度学术5. 白晓杰，耿新宇，蔺海洋，董法，春坚超，陈亚军. 非均质复杂岩体深凹露天煤矿爆破参数优选确定. 煤炭技术. 2023(12): 46-49 . 百度学术6. 赵民强. 下穿山岭隧道爆破振动效应的数值模拟分析. 科技与创新. 2023(24): 95-97 . 百度学术7. 项荣军，刘传鹏，李胜林，凌天龙. 隧道内部爆破振动传播规律与降振技术研究. 爆破. 2023(04): 82-88+200 . 百度学术8. 龚敏，曹贞洋，石发才，吴昊骏，吴晓东，周世均. 双临空面条件下隧道爆破近区振动波形构造与应用. 振动与冲击. 2022(01): 52-59+97 . 百度学术9. 谢先启，黄小武，姚颖康，何理，伍岳. 露天深孔台阶精细爆破技术研究进展. 金属矿山. 2022(07): 7-18 . 百度学术10. 何理，杨仁树，钟冬望，解联库，张奎，杨磊. 非电起爆网路修正单响药量计算及PPV预测应用实例. 振动与冲击. 2022(15): 54-62 . 百度学术11. 黄强. 隧道爆破振动场中断层对岩体远场振动特性影响研究. 铁道建筑技术. 2022(09): 55-59+80 . 百度学术12. 赵岩，王小敬，王海龙，王东升. 交叉隧道爆破振速回归分析及对比研究. 工程爆破. 2022(05): 121-127 . 百度学术13. 褚怀保，余梦飞，严少洋，王昌，孙博. 高压气体爆破与炸药爆破振动试验研究. 爆破. 2022(04): 177-185 . 百度学术14. 林飞. 复杂环境下爆破降振的微差时间优选. 金属矿山. 2021(04): 59-63 . 百度学术15. 孙鹏昌，卢文波，雷振，陈明，李瑞泽，李福千. 单薄山体岩质高边坡爆破振动响应分析及安全控制. 岩土工程学报. 2021(05): 877-885 . 百度学术16. 关振长，朱凌枫，俞伯林. 隧道掘进排孔爆破的精细化数值模拟. 振动与冲击. 2021(11): 154-162 . 百度学术17. 李永刚，马修胜，马修利. 露天煤矿剥离台阶降低大块率爆破方法研究. 科学技术创新. 2021(19): 102-103 . 百度学术18. 李祥龙，张其虎，王建国，杨德源，李斌，朱兴彪. 地下爆破精确延时逐孔起爆减振试验研究. 黄金科学技术. 2021(03): 401-410 . 百度学术19. 包松，郭连军，莫宏毅，徐振洋. 考虑高程与能量的爆破振动持时分析. 金属矿山. 2021(08): 67-70 . 百度学术20. 王子明，闫建文，杨振军. 洞室爆破振动信号时频分析及能量分布研究. 西安理工大学学报. 2021(02): 261-268 . 百度学术21. 何理，杨仁树，钟东望，李鹏，吴春平，陈江伟. 毫秒延时爆破等效单响药量计算及振速预测. 爆炸与冲击. 2021(09): 132-144 . 
本站查看22. 何理，谢先启，韩传伟，钟冬望，王洪刚，黄小武，黄炳林. 基于地震波频谱分析与线性叠加的电子雷管延时优选. 金属矿山. 2021(11): 41-48 . 百度学术23. 余良松，周龙杰，胡英国，胡伟. 两河口水电站级配料开采爆破孔间延时优选的试验研究. 爆破. 2021(04): 81-88 . 百度学术24. 杨茂森，陈永祥，郝润华. 露天煤矿超高台阶抛掷爆破振动效应评价. 爆破. 2021(04): 156-162 . 百度学术25. 孙冰，罗志业，曾晟，何旺. 爆破振动影响因素及控制技术研究现状. 矿业安全与环保. 2021(06): 129-134 . 百度学术26. 李猛，范延静，李彬，潘建荣，王湛. 爆破振动对高层框架-剪力墙结构的影响. 工程爆破. 2021(06): 26-31 . 百度学术27. 何山，郭剑锋，韩全吉. 山岭隧道微差爆破技术在周边建筑物保护中的应用. 科技通报. 2019(01): 15-18 . 百度学术28. 陈亚军，常治国，赵斐. 干旱区露天矿爆破作用线理论与实践研究. 采矿与安全工程学报. 2019(02): 357-363 . 百度学术29. 叶海旺，袁尔君，雷涛，龙梅. 基于量纲分析的爆破振动质点峰值速度预测公式. 金属矿山. 2019(05): 56-61 . 百度学术30. 相志斌，杨仕教，蒲成志，朱忠华，郑建礼. 基于爆破振动对孔间微差时间的确定. 中国矿业. 2019(11): 123-127 . 百度学术31. 王伟，李兴华，陈作彬，范磊，孙飞. 基于小波包变换的爆破振动信号能量熵特征分析. 爆破器材. 2019(06): 19-23 . 百度学术32. 李祥龙，骆浩浩，胡辉，张松涛，李克钢. 延期时间对高台阶抛掷爆破效果的影响. 北京理工大学学报. 2018(06): 579-584 . 百度学术33. 张绍银，王瑞鹏，吴顺川，赵革. 露天矿边坡爆破振动高程效应分析. 化工矿物与加工. 2018(01): 35-39 . 百度学术34. 张景华，刘钟阳. 露天采矿爆破对中缅油气管道振动的影响试验. 油气储运. 2018(07): 816-821 . 百度学术35. 陈士海，吴建. 双孔微差及长柱药包爆破振动数值模拟研究. 爆破. 2017(03): 46-52 . 百度学术36. 何理，钟冬望，陈晨，黄雄. 岩质高边坡开挖施工的爆破振动监测与分析. 金属矿山. 2017(01): 6-10 . 百度学术其他类型引用(28)
-
下载:
百度学术
图(4)
计量
- 文章访问数: 3846
- HTML全文浏览量: 417
- PDF下载量: 570
- 被引次数: 64