参考文献 34

1. 绪论

1.1 课题研究意义

众所周知，粉尘爆炸可能发生在采矿业、冶金业、化工业及粮食加工等行业，其破坏力惊人，对人员和设备的安全有严重的威胁。从粉尘爆炸被研究开始至今，粉尘爆炸的案例屡见不鲜，且造成的社会危害极大。而根据所知的粉尘爆炸研究，大部分的关注点都主要是集中在浓度、粒径、压力、温度和氧浓度等爆炸因素影响粉尘爆炸的效果,反而很少人能针对确定粉尘的点火能量的方法开展相关研究，有很好的研究前景[1]。

现有的研究和实践表明:因为点燃可燃粉尘所需的能量（最小点火能）远大于引燃可燃气体所需的能量,所以导致最小点火能量对粉尘爆炸的相关行为有显著的影响。但目前由于缺乏非常系统性的深入研究,导致当前研究人员对确定粉尘爆炸最小点火能的方法这个领域的研究较为不足。很多人至今仍使用着几种较为落后的方法用于实际实验操作中来确定某些粉尘的最小点火能，而这就很容易产生一系列的危险[2]。因为预防粉尘爆炸事故不仅仅是需要可靠的实验数据作为参考，还需要应用相关的理论方法去确定最小点火能的安全阈值的数值大小和某些作为重要爆炸敏感度的相关特性，所以，更准确地确定某些粉尘最小点火能就能更好地去了解某些粉尘发生粉尘爆炸的特征。

粉尘爆炸是一个反应复杂却又非常快速的两相动力学反应过程[3]。有关的气相点火的反应机理中得出:粉尘燃烧的过程中粉尘颗粒经历了两个重要的反应环节，包括粉尘颗粒受热后析出挥发质以及这些挥发质与空气等助燃剂混合形成可燃气体，在点火源点火后便可点火燃烧。通常情况下,这些粉尘颗粒的挥发质的析出除了与粉尘颗粒自身特性有关,还与粉尘的点火能量的大小有密切关系[3]。因此,考察粉尘云的点火能量有助于深入了解相关的粉尘爆炸机理。

目前，我国粉末工业发展迅速，粉末工业的生产中常常伴随着大量的粉尘的产生，这些粉尘大多以粉尘云的形式存在。在粉末工业行业的相关的工业过程之中，伴随着工业生产产生的粉尘由于环境或自身作用，会使粉尘扩散成一种悬浮在空气或者相关介质中的粉尘云的状态，状态为粉尘云下的粉尘会很容易弥漫扩散在各种介质当中，有很大的爆炸风险[4]。某些粉尘云在达到一定条件之下是可以直接引发粉尘爆炸的，结果会会导致人身伤亡、仪器设备损坏，其危害极大。而这种粉尘云的最小点火能（Minimum Ignition Energy）是指在一定环境下能够引起粉尘云（或可燃气体与空气混合物）燃烧（或爆炸）的最小火花能量。粉尘云的最小点火能是研究粉尘爆炸中的一个极其重要的物化特性参数，不仅仅是对粉尘爆炸相关敏感度进行安全评价的重要指标，也是生产、研究中为了安全而选择相关防爆抑爆设备的重要依据[4]。

故通过本次论文研究粉尘云的最小点火能量这一关键参数，分析出一种更科学的方法去确定某些粉尘云的最小点火能的安全阈值，并通过一些方法去验证其可行性。这样一来，通过使用这种分析粉尘云最小点火能的方法，人们可以在生产工作中方便直观地分析和计算出某些粉尘的最小点火能，从而有效地应用于工业生产或者实验研究，且能减少因粉尘爆炸而引起的火灾或者爆炸事故，减少对人员伤亡和财产损失。因此，该论文研究对深刻理解粉尘爆炸和最小点火能，不仅仅能对正确引用粉尘爆炸的最小点火能这一爆炸特性参数有很大的帮助，也对应用粉尘浓度下最小点火能用于指导生产有重要意义[6-10]

1.2 课题研究目的

为了更深入地了解粉尘爆炸产生的原因及更深入地研究粉尘爆炸的内在机理，为了更好地研究探讨粉尘云浓度梯度下最小点火能的分布规律，所以选取粉尘最小点火能作为本文重点深入研究讨论的因素和对象因子 [10]。无论是从粉尘内在特征出发，还是从粉尘与外界互相作用的机理分析，研究如何确定粉尘云最小点火能的值也是研究粉尘爆炸领域重要的一环。