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纳米疏水性SiO2协同作用抑制丁烷爆炸速度与压力的耦合分析*

2021-11-19谢继标张嘉琪王晓丽

爆炸与冲击 2021年9期

谢继标,张嘉琪,丁 策,王晓丽

(天津理工大学环境科学与安全工程学院,天津 300384)

主动灭火和防爆系统是避免气体粉尘爆炸从而确保安全工作的最有效方法,如BVS和ASVP-LV的主动阻燃抑爆系统已经在俄罗斯、南非、中国等的矿山安全中得到广泛应用并取得了积极的效果[1-4]。在阻燃和抑制爆炸的工作中,水雾、惰性气体、多孔介质和超细粉末都已被广泛使用并且取得了较好的表现,惰性气体和超细水雾可以通过吸热、稀释气体浓度、中断反应链等抑制爆炸,多孔介质可以直接导致火焰的淬熄。而在实际使用的主动防火防爆系统中,主要使用的抑制火焰传播的成分多为干粉类物质[5-6],如ABC粉、CaCO3、Na2CO3、SiO2等惰性颗粒已经被用于抑制瓦斯爆炸,起到了直接降低爆炸压力的作用。研究表明,磷酸二氢铵可以很好地抑制气体爆炸,显著降低火焰传播速度[7-8]。Chen等[9]、Luo等[10]的实验证明了SiO2和CaCO3的粉末可以极大地抑制甲烷/煤尘/空气混合物爆炸波的超压和传播速度,超细粉末在燃烧反应区附近更容易接触和吸收自由基,起到阻燃的效果。粉末的粒径和浓度对抑爆效果起重要作用,通常情况下,粉末粒径越小,抑爆效果越好。此外,各种协同抑制爆炸的手段也被不断提出,如对不同种类粉末的混合或是配合惰性气体来抑制爆炸,已有实验表明ABC粉和CO2对甲烷爆炸可以起到很好的协同抑制作用[11]。研究如何高效地抑制爆炸可以减少爆炸事故,具有重要的实际意义。

生活中常见的抑制火焰传播的设备为干粉灭火器,灭火器中粉末的流动性极大地影响了灭火的效果。……

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