粉尘云最小点火能测试的研究

摘要

空气中粉尘云最小点火能测试是通过高压电火花作用于被测样品与空气形成的混合物，测试能够引起粉尘云爆炸的火花最小能量。主要用于评价粉尘在加工和处理过程中着火的可能性。进而评估对安全预防措施如爆炸防护系统的需求。当高压火花释放时，储存在电容器中的电能刚好足以点燃粉尘云 (处于在空气中最易着火的浓度) 时，MIE被测得。本文中描述的实验室测试方法不能优化/充分利用所有影响MIE的测试变量。较小的MIE值可通过增加重复测试的次数或优化每次测试的火 花放电电路。

仪器由粉尘扩散装置哈特曼管，能量控制箱和电压图表记录器组成。能量控制箱可提供从4mJ到2000mJ的火花能量，最 大充电电压为15kV；电压图表记录器可记录电容放电过程中的电压变化，计算出电弧真正释放的能量大小。本测试符合ASTM E2019-03，IEC 61241-2-3，GB/T 16428《粉尘云最小着火能量测定方法》要求。

判定粉尘和空气混合物(粉尘云)爆炸危险性的重要标 准就是它的点火敏感度，而点火敏感度通常由最小点火能来描述。最小点火能是在最敏感粉尘浓度下，刚好能点燃粉尘引起爆炸的最小能量，最小点火能的大小受很 多因素的影响，特别是湍流度、粉尘浓度和粉尘分散状态(粉尘分散质量)对最小点火能影响很大。由于同一粉尘其湍流度、粉尘浓度和粉尘分散质量会随不同测试装置而不同，因此最小点火能测量值的大小与测试装置有关。最小点火能的理想测试条件是在最敏感粉尘浓度、低湍流度和粉尘以单个粒子均匀分布的条件下进行测量。最小点火能是在受上述诸因素综合影响下的测量结果。

粉尘爆炸危险潜伏在粉末处理的操作过程中，其影响可能是灾难性的，会导致巨大的财产损失，并且对人员生命造成严重威胁。对易燃性，点火灵敏度和爆炸强度的全面理解是安全处理粉尘的关键。实验室测试是对相关参数定性定量分析的一个重要部分。粉尘与空气混合，能形成可燃的混合气体，若遇明火或高温物体，极易着火，倾刻间完成燃烧过程，释放大量热能，使燃烧气体温度骤然升高，体积猛烈膨胀，形成很高的膨胀压力。燃烧后的粉尘，氧化反应十分迅速，它产生的热量能很快传递给相邻粉尘，从而引起一系列连锁反应。

关键词

火花放电——发生在两个不同电压的导体之间的瞬间不连续放电。放电以单个电离化通道的方式连接两个导体的间隙。

最小点火能量——电能由一个电容器中释放出来，在特定的测试条件下刚好足以引起已知样品最易点燃的混合物

点火延迟时间——粉尘样品刚扩散成粉尘云时与启动点火源之间的时间

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