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耐爆性能解析

防爆大魔王 2021年03月06日 16:07:05 176 抢沙发
耐爆性能解析摘要: 耐爆性能是指防爆外壳能够承受爆炸所产生的爆炸压力,而不会对内爆混合气体造成损害。也就是,防爆外壳应该有足够的机械强度。...

耐爆性能是指防爆外壳能够承受爆炸所产生的爆炸压力,而不会对内爆混合气体造成损害。也就是,防爆外壳应该有足够的机械强度。

爆炸压力计算公式

爆炸性气体混合物在特定形状的防爆壳体内点燃并爆炸时所产生的压力和易燃气体浓度(该混合物中易燃气体分子数)、该混合物的燃烧温度和该混合物的初始压力如图所示。

除易燃气体的物理化学性质和混合气体的初始压力对爆炸压力有影响外,壳体的大小、形状以及点燃源的位置、功率对爆炸压力也有较大的影响。

理化性质

当可燃性气体的浓度为化学浓度时,其燃烧爆炸过程十分充分,产生的热和压力zui大,而爆炸产物主要是不参与反应的N2。当可燃性气体的浓度大于或小于化学浓度时,可以降低爆炸压力。

初始压力

结果表明,对大多数可燃性气体-空气混合物而言,如果混合物的初始气压是标准大气压,则爆炸压力一般不超过1MPa。混合气体的初始压力对爆炸压力有重要影响。从公式中可以看出,爆炸压力随初始压力的增加而线性增加。实验也证实了这一点。

外壳大小

实验研究表明,当密闭容器中的爆炸性气体-空气混合物爆炸时,当其它试验条件相同时,爆炸压力随容器净容积的增加而略微非线性地增大。

外壳形状

实验研究表明,当同一混合物在相同体积、不同形状的壳体中爆炸时,测量到的爆炸压力不同:球形壳体>正方体壳体>柱形壳体>长方体壳体。这是由于壳体内部表面积不同引起的热损失。也就是说,爆炸所产生的热量在球壳内部壁上损失zui小,而在长方体内部壁上损失zui大,因此,不同的爆炸压力也就不同。

点燃源位置

实验研究表明,对于球形外壳,当点燃源位于球壳中心时,其爆炸压力zui大,随着点燃源离中心越远,爆炸压力越小。

点燃源功率

实验研究表明,点燃源功率越大,其爆炸压力越大;当其它实验条件相同时,电弧短路引起的爆炸压力远大于放电火花点燃爆炸性混合物引起的爆炸压力。

此外,除爆炸压力外,还应考虑由于电弧作用而使电气绝缘材料发生化学分解所产生的大量气体在壳体内累积而形成的压力。在一定条件下,实验研究的表面积聚压力可达2MPa。防爆壳体的机械强度设计中应加以考虑。


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