聚乙烯受到日光中紫外线的照射和空气中氧的作用,使其分子中的羰基含量增加而发生光氧老化作用,这种作用是在常温下进行的,它可使聚乙烯分子解聚,并生成一部分支链体型结构。
(4)聚乙烯的介电性能
纯的聚乙烯不含极性基因,因此具有良好的介电性能。聚乙烯的分子量对其介电性能不发生影响,但聚乙烯中若是含有杂质,如催化剂、金属灰分及分子中存在极性基团(羟基、羰基)等,则对其介电性能如介电常数、介电耗损(介电损耗角正切)等会发生不良影响。
1.3 粉尘爆炸原理
粉尘爆炸就是粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或温度),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
1.3.1 聚乙烯粉尘爆炸条件
聚乙烯粉尘爆炸的条件归结起来有以下5个方面的因素:
(1)要有一定的粉尘浓度
粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同,气体爆炸采用体积百分浓度表示。而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量来表示。单位是g/m3或者mg/L,如果浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播。
(2)要有一定的氧含量
这是粉尘得以燃烧的基础。
(3)要有足够的点火源或者强烈振动与摩擦
粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1-2个数量级,大多数粉尘云最小点火能量在5mJ-50mJ量级范围。
(4)粉尘必须处于悬浮状态
即粉尘云状态,这样可以增加气固接触面积,加快反应速度。
(5)粉尘云要处在相对封闭的空间
这样温度和压力才能急剧升高。
通常认为,易爆粉尘只要满足条件(1)和条件(2),就意着具备了可能发生事故的苗头。
1.3.2 聚乙烯粉尘爆炸过程
主要有以下三步发展形成:
(1)粉尘粒子表面通过热传导或热辐射,从点火源获得点火能量,使表面温度急剧上升,达到粉尘粒子加速分解温度或蒸发温度,形成粉尘蒸汽或分解气体。
(2)可燃气体与空气混合而燃烧,气体与空气混合生成爆炸性混合气体,进而发火产生火焰。另外粉尘粒子本身从表面到内部(一直到粒子中心点),相继发生熔融和气化,并发出微小的火花,成为周围未燃烧粉尘的点火源。
(3)粉尘燃烧放出的热量,以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。火焰产生热能,加速粉尘分解,循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合,进一步发火传播。随着每个循环的逐次进行,其反应速度逐渐加快,通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。
爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。
1.3.3 聚乙烯粉尘爆炸后果
(1)与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。
(2)粉尘爆炸有产生二次爆炸的可能性,因为粉尘初始爆炸的气浪会将沉积的粉尘扬起,在新的空间形成爆炸浓度而产生二次爆炸。这种连续爆炸会造成极严重的破坏。
1.4 国内外研究现状
1.5 本课题的研究思路
本文的主要工作是用国际上通用的测定粉尘爆炸的装置—1.2L Hartmann管测量特定聚乙烯粉尘的爆炸参数。从测试系统的记录结果上可得到粉尘的爆炸压力峰值、压力上升速率峰值和爆炸指数。对这类粉尘爆炸特性进行研究,掌握其爆炸规律,对预防和控制爆炸的发生、发展是极为有益的。 聚乙烯粉尘爆炸风险评估及防护研究(5):http://www.751com.cn/gongcheng/lunwen_4333.html