空氣中可燃?xì)怏w爆炸指數(shù)的測定

1、空氣中可燃?xì)怏w爆炸指數(shù)的測定GB 80389中華人民共和國公安部19890201批準(zhǔn) 19890901實(shí)施引言 本標(biāo)準(zhǔn)等效采用ISO 618421985年第版爆炸防護(hù)系統(tǒng)第二部分：空氣中可燃?xì)怏w爆炸指數(shù)的測定。 對于可燃?xì)怏w空氣混合氣爆炸危險(xiǎn)防護(hù)的評價(jià)和計(jì)算，需要預(yù)先測定這類混合氣的爆炸指數(shù)。對于爆炸防護(hù)系統(tǒng)效能的驗(yàn)證，也需要用已知強(qiáng)度的爆炸進(jìn)行試驗(yàn)。 可燃?xì)怏w空氣混合氣的爆炸指數(shù)與以下幾個(gè)因素有關(guān)： a 可燃?xì)怏w的化學(xué)性質(zhì)； b 可燃?xì)怏w在可燃?xì)怏w空氣混合氣中的濃度； c 可燃?xì)怏w空氣混合氣的均勻性及紊流度； d 點(diǎn)火源的類型、能量和位置： e 容器的幾何形狀和尺寸； f 可燃?xì)怏w空氣混合氣

2、的溫度和壓力。 按照本標(biāo)準(zhǔn)給出的方法，測定的爆炸指數(shù)及其與現(xiàn)場爆炸的關(guān)系，特別是紊流程度對爆炸危險(xiǎn)性的影響，均應(yīng)由有關(guān)專家予以說明。 工業(yè)上通常遇到以下二種極端紊流情況： a 氣體在容器或空間內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)； b 氣體在排風(fēng)區(qū)的高紊流狀態(tài)。 產(chǎn)生紊流有以下二種途徑： a 在車間正常工作條件下，因空氣流動形成的氣體紊流； b 裝置內(nèi)因爆炸產(chǎn)生膨脹的氣體遇阻，引起紊流。1 主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在密閉容器內(nèi)，可燃?xì)怏w空氣混合氣爆炸指數(shù)的測定方法，并給出用其他方法測定爆炸指數(shù)時(shí)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則。 本標(biāo)準(zhǔn)只適用于測定有限空間內(nèi)可燃?xì)怏w空氣混合氣被點(diǎn)燃后的爆炸指數(shù)，并不適用于點(diǎn)燃混合氣所必須的其他

3、指數(shù)。如果按照本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)操作沒有點(diǎn)燃可燃?xì)怏w空氣混合氣，不能認(rèn)為該混合氣不會爆炸，應(yīng)根據(jù)具體情況由有關(guān)專家予以解釋。2 定義21 爆炸 explosion 在密閉容器內(nèi)或者基本上密閉的容器內(nèi)，可燃?xì)怏w、懸浮粉塵、可燃蒸氣、液霧或者它們的混合物，在氣態(tài)氧化劑例如空氣中的預(yù)混物的火焰?zhèn)鞑シQ作爆炸。22爆炸指數(shù)explosion index 在1m3容器內(nèi)按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，測定的一定反應(yīng)物濃度爆炸特性的各種數(shù)量值。 注：圖1示出了典型的爆炸壓力時(shí)間曲線。221 爆炸指數(shù) Pm 容器內(nèi)爆炸過程中，相對于點(diǎn)火時(shí)壓力的最大超壓值。222爆炸指數(shù)Pmax 不同濃度的混合氣，通過試驗(yàn)測定的爆炸指數(shù)Pm值之

4、中的最大值。223爆炸指數(shù) K 容器V內(nèi)爆炸的最大壓力上升速度(dPdt)m所確定的常數(shù)。符合以下等式； 注： 上式適用于容積不小于1m3，長度與直徑比不超過2：1的容器。224 爆炸指數(shù) Kmax 測定不同濃度混合氣爆炸指數(shù)K中的最大值，該值用來估價(jià)爆炸的猛烈程度。圖1 爆炸壓力時(shí)間曲線23紊流指數(shù)turbulence index 表示測定爆炸指數(shù)試驗(yàn)時(shí)紊流程度的數(shù)量值。231紊流指數(shù)tv（點(diǎn)火延遲） 開始向容器噴射氣體和點(diǎn)火起始之間的時(shí)間間隔，它表示點(diǎn)火瞬間的紊流程度282 紊流指數(shù)Tu 按照本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定在紊流狀態(tài)下測定的Kmax，紊流與在靜止?fàn)顟B(tài)下測定的Kmax，靜止之比。3 試驗(yàn)方法3

5、1 裝置 本節(jié)所描述的是用來測定可燃?xì)怏w爆炸指數(shù)的通用裝置。裝置的主要部分是一個(gè)體積為1m3的圓柱形爆炸容器，其長度與直徑之比通常為1：1。見圖2。為造成紊流，有一個(gè)5L小室，可以用空氣加壓到2MPa，通過快速動作閥門和內(nèi)徑19mm管子連到1m3容器內(nèi)?？焖賱幼鏖y門可在10ms內(nèi)打開，將5L小室內(nèi)的高壓空氣噴入1m3容器內(nèi)，該閥與1m3爆炸容器內(nèi)半圓形，內(nèi)徑19mm管子相連接，半圓形管上鉆有46mm的小孔，小孔的總面積約為300mm2。 可燃?xì)怏w空氣混合氣的點(diǎn)燃是利用電火花，火花能量應(yīng)大于試驗(yàn)用的靜止或紊流的混合氣之最小點(diǎn)燃能量。放電電極構(gòu)成的火花間隙應(yīng)在容器的幾何中心，極間距離為35mm。

6、注： 可以采用300VA電壓互感器作為點(diǎn)火電源， 產(chǎn)生高壓為15kV (有效值)，持續(xù)時(shí)間為0.5s左右的感應(yīng)火花。若選用的點(diǎn)燃能量過大，得出的結(jié)果將與低能量條件下結(jié)果不同。圖2 爆炸容器示意圖32 操作步驟321 靜止的可燃?xì)怏w空氣混合氣的爆炸試驗(yàn) 在1m3容器內(nèi)配制可燃?xì)怏w空氣混合氣，例如：以分壓配制法，使該混合氣的壓力達(dá)到大氣壓力，混合氣濃度的準(zhǔn)確性和均勻性是重要的，確保它是靜止的。啟動壓力記錄儀，然后開動點(diǎn)火源，記錄下爆炸壓力變化過程，每次試驗(yàn)完成后，用壓縮空氣吹洗容器。 在寬的濃度范圍內(nèi)進(jìn)行混合氣的爆炸試驗(yàn)，得出Pm (Pa)和指數(shù)K(Pams)相對于可燃?xì)怏w濃度(VV體積分?jǐn)?shù))的變

7、化曲線。利用曲線分別確定出Pmax和Kmax，見圖3。 應(yīng)當(dāng)指出，在某些情況 下，由于幾何因素和點(diǎn)火因素的影響，可能造成燃燒不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定使得壓力肘間曲線不同于如圖1所示的平滑的S形曲線。圖3 靜止的混合氣的Pmax及Kmax322 紊流的可燃?xì)怏w空氣混合氣的爆炸試驗(yàn) 在1m3容器內(nèi)配制可燃?xì)怏w空氣混合氣，5L小室內(nèi)充有2MPa的壓縮空氣，啟動壓力記錄儀，然后啟動快速閥門，繼之開啟點(diǎn)火源。 在選定的點(diǎn)火延遲，紊流指數(shù)tv時(shí)點(diǎn)火，導(dǎo)致紊流的混合氣爆炸，見圖4。 在寬的濃度范圍內(nèi)進(jìn)行混合氣的爆炸試驗(yàn)，得出Pm(Pa)和指數(shù)K(Pams)相對于可燃?xì)怏w濃度(VV)的變化曲線。利用曲線分別確定出P

8、max和Kmax。 注：應(yīng)當(dāng)考慮到壓縮空氣充裝量對所配的可燃性氣體濃度的影響。每次試驗(yàn)完成以后，以壓縮空氣吹洗爆炸室。圖4 紊流的混合氣的Pax及Kmax33 替代的試驗(yàn)方法 可燃?xì)怏w空氣混合氣的爆炸指數(shù)不排除用其他的試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法來測定，對于大多數(shù)可燃?xì)怏w，這些方法測定的結(jié)果應(yīng)當(dāng)與1m3容器測定的結(jié)果相同。4試驗(yàn)結(jié)果的說明 在第3章中所敘述的試驗(yàn)方法可以測定靜止的和紊流的可燃?xì)怏w空氣混合氣的爆炸指數(shù)Pmax和Kmax。通常Pmax的測定精度為4。Kmax測定精度取決于點(diǎn)火瞬間該混合氣的紊流情況。5 試驗(yàn)報(bào)告 試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括以下內(nèi)容： a 可燃?xì)怏w種類； b 紊流或者靜止?fàn)顟B(tài)， c Pmax及Kmax所對應(yīng)的可燃?xì)怏w濃度， d 爆炸指數(shù)Pmax，Pa： e 爆炸指數(shù)Kmax，Pams： f 試驗(yàn)的初始壓力，環(huán)境溫