防火防爆实验

实验一 粉尘爆炸特性实验

实验目的及要求

利用Hartmann管式粉尘爆炸实验仪进行粉尘爆炸实验，测定粉尘爆炸下限，定性观察粉尘爆炸现象，了解粉尘爆炸过程及机理。

1．测定2种粉尘的爆炸下限。

2．合理设计实验方案，以减少实验次数，提高实验精度。

3．观察记录实验现象，如火光、声音响度、爆破片积炭等现象。

4．分析影响粉尘爆炸发生难易程度的因素及粉尘爆炸的危害特点。

通过本实验，使学生对粉尘爆炸的过程及影响因素有较全面的了解，学会并掌握用Hartmann管式粉尘爆炸测试仪测定粉尘爆炸性能的实验方法，巩固和加深对理论知识的理解和掌握。

一、 实验原理

粉尘爆炸是指可燃性粉尘在空气或氧气中形成的粉尘云经引燃后发生的爆炸，是分散相爆炸的一种。粉尘浓度处于一定的范围以内时，粉尘云才可以爆炸。当粉尘浓度太低时，粉尘燃烧放出的热量不足以维持火焰传播。当粉尘浓度太高时，粉尘过量，燃烧释放的热量被过量的粉尘吸收而不能维持火焰传播。可爆粉尘浓度的下限和上限分别称为爆炸上限和爆炸下限。

粉尘云的爆炸下限是粉尘云在给定能量的点火源作用下，粉尘与空气混和物遇火源能发生爆炸的

第1页 共2页

防火防爆工程实验指导书

火灾危险性，是用粉尘的最低浓度即爆炸下限（g/m3）来表示的。在实际的工艺中，可以采用控制粉尘浓度在爆炸下限以下的方法防止爆炸发生。

二、 方案设计

1．确定敏感区间：先通过资料数据估计粉尘爆炸下限的大致区间，在多次选择区间中的值对区间细化，知道确定比较精确的敏感区间。

2．确定爆炸下限：在确定敏感区间之后，再进行三至四次实验，从而测得该种粉尘的爆炸下限。

三、 实验步骤

1．熟悉实验设备的功能及使用方法。

2．称量粉尘样品，均匀放置在Hartmann管底部分散器四周，密闭Hartmann管（管的顶部用一张打印纸充当爆破片），连接电源线。

3．关闭防护壳门。

4．启动进气电磁阀，用高压打气筒进行加压，观察压力表指针值需要压力（0.4～0.6MPa）,停止加压。

5.启动喷粉引爆按钮（若第一次未引爆，可再次加压引爆，使高压空气将粉尘更均匀的扩散）。

6．关闭喷粉引爆按钮，记录实验结果，清理仪器，完成一次实验。

第2页 共2页

防火防爆工程实验指导书

7.用二分法改变粉尘样品质量，重复步骤2～6。

8.将实验结果记录在设计好的表格中，整理实验仪器。

四、实验仪器

1． Hartmann管式粉尘爆炸实验仪结构见图2.1。。

2. 天平。

113122311104567891装置防护罩；2装置本体,不锈钢材质，有效容积为1.2；3电热丝点火器；4粉体分散装置；5安全限位器，用以保证防护罩门未关闭时不能引爆；6逆止阀；7电磁阀；8储气罐；9进气电磁阀；10控制面板；11耐振压力表，用于显示储气罐压力，一般工作压力为0.5-0.6；12顶盖，可装泄爆膜或压力传感器；13压力传感器。

图2.1 Hartmann管式粉尘爆炸实验仪结构图

Hartmann装置本体为不锈钢材质，有效容积为1.2升。其工作原理为：控制器打开进气电磁阀

第3页 共2页

防火防爆工程实验指导书

将高压储气罐充压至0.6~0.8Mpa，再启动出气电磁阀，利用高压储气罐里的高压空气将粉尘均匀的分散在Hartmann装置内部，由点火器点火引爆粉尘。仪器设有安全限位器和压力传感器，安全限位器用以保证防护罩门未关闭时不能引爆（日本原装件）；压力传感器安装与Hartmann装置顶部，为英国Gensors 1200系列，其测压范围为0~1.0 Mpa（相对）。在控制器上有压力转换后的标准电压输出接头，对应线性输出为0~5V，如测得的电压为2V，则对应的最大爆炸压力为0.4Mpa。

五、实验数据记录及实验现象整理

此处给出湿度

六、实验数据处理

注意单位是（g/m3）

七、将实验结果与资料数据比较，分析偏差产生原因

1．粉尘样品是新打开包装的，比较干燥。

2．由于加压过程不能完全一致，粉尘分散不一定均匀。

3．称量粉尘样品时产生的误差。

4．向Hartmann管底放置粉尘样品时并没有均匀分布。

5. 管壁受热，温度升高对实验结果产生了影响。

第4页

共2页

防火防爆工程实验指导书

6. 喷粉引爆时间可能与资料数据所采用的不一致。

八、思考题

1.结合实验现象分析粉尘爆炸的过程及机理

2.影响粉尘爆炸的因素有哪些？分别产生什么样的影响？3.粉尘爆炸的危害及特点是什么？

第5页共2页