采用泄爆管的粉尘爆炸在泄放过程中的压力特性*
2012-12-12喻健良闫兴清
爆炸与冲击 2012年6期
关键词:实验
喻健良,闫兴清,李 迪
(大连理工大学化工机械学院,辽宁 大连116024)
爆炸泄放技术广泛应用在气体及粉尘爆炸防护领域。相比敞口泄放,采用泄爆管能将可燃介质、燃烧产物及冲击波排放至安全区域,故被国内外泄放设计标准所推荐。但是由于泄爆管的存在,爆炸泄放过程的压力特性比敞口泄放复杂很多。研究表明,使用泄爆管时容器内最大爆炸超压要高于敞口泄放[1-3]。W.Bartknecht[2]基于一系列实验结果提出了泄爆管泄放设计关系式。文献[3]采用该关系式,在获得敞口泄放最大爆炸超压的基础上,依据泄爆管长度对超压进行修正。R.M.Kasmani[4]认为泄爆管的存在增大了泄放物压力损失,导致爆炸超压变高,并指出W.Bartknecht的计算方法过于保守。
相比敞口泄爆,下列因素对泄爆管内泄放过程中超压有影响:二次爆炸现象、介质摩擦损失、泄放介质惯性和Helmholtz振动。B.Ponizy[5-6]对气体爆炸时采用泄爆管泄放的火焰及压力特性进行了实验,发现火焰在进入泄爆管后会出现类似爆炸的燃烧,导致容器与泄爆管压差为负,介质由泄爆管向容器逆流,增强了容器内扰动,使残余可燃介质反应,从而使容器内最大爆炸超压增大。G.Ferrara等[7]通过CFD方法对采用泄爆管的气体爆炸进行了数值模拟,探讨了二次爆炸引起的机械效应和化学效应、介质惯性及摩擦损失等因素,认为二次爆炸是影响容器内超压的关键。A.D.Benedetto等[8]、R.Lautkaski[9]依据气体爆炸时泄爆管泄放实验结果,建立了泄放设计半经验关系式。目前,泄爆管泄放过程中上述各因素的作用机理还未完全清楚,针对粉尘爆炸泄放过程各因素研究开展较少。……
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