粉尘云最小着火能量测定方法

粉尘云最小着火能量测定方法

国家标准 GB/T16428一1996 粉尘云最小着火能量测定方法 Determinationoftheminimumignition energyofdustcoud 1996-06-04发布 1997-04-01实施 国家技术监督局 发布国家标准
国家标准 GB/T16428一1996 粉尘云最小着火能量测定方法 Determinationoftheminimumignition ofdustcloud energy 主题内容与适用范围 本标准规定了悬浮在空气中的可燃粉尘(以下简称粉尘云)最小着火能量的测定系统、测定步骤和 试验报告 本标准适用于依赖空气中的氧维持其氧化反应的可燃粉尘 本标准不适用于炸药或具有爆炸性质的物质 2 术语 gnition 2.1最小着火能量 minimum energy 能够点燃粉尘并维持燃烧的最小火花能量 2.2火花放电sparkdischarge 在两个不同电位导体之间的瞬间放电 23着火igaution 在测定过程中,如出现下述现象之一,则认为着火: 在密闭的试验罐内,用电火花做点火源时,测得的压力上升值至少为0.2×10Pa b 在开口的试验管内,火焰离开火花位置传播至少为60 mm 2.4着火延迟时间ignitiondelaytime 开始喷尘与出现火花放电之间的间隔时间 试样 制备用的试样状态应与实际相一致 试样的粒度应与现场可能存在的最细的粉尘相同或更细 对比试验时,试样的制备应采用同一方法,以确保试样的颗粒分布和水分含量一致 在不了解粉尘粒度时,应采用粒度小于75m的试样进行试验 测定系统 4.1电火花发生系统 电火花发生系统可采用附录A所列的几种形式,所有的这些系统都应具有下述特性 放电回路的电感12mH 当使用这个值来评价静电的危险性时,放电回路的电感应不超过 25AHH: 放电回路的电阻;应不超过5n: b 电极材料;不锈钢、黄铜,紫铜或鹤 c. 电极直径和形状;2.0士0.5mm,电极尖端呈半球状; 国家技术监督局1996-06-04批准 1997-04-01实施
GB/T16428一1996 电极间距;>6mm; 储能电容器;低电感类,并能承受反复的脉冲电流 电极排列形成的电容量;应尽可能小 h 电极之间的绝缘阻值,应足够高,以防止漏电 4.2试验装置 采用20L球形爆炸试验装置和哈特曼管(Hartmanntube) 其他的装置如能满是本标准5.3条的 要求,也可使用 4.2.1哈特曼管(Hartmanntube 该装置结构见图1.其容积为12L,装置上部为石英玻璃管,便于观察粉尘的着火悄况 扩散器为 伞状形,用以扩散粉尘 图1哈特曼管 1一石英玻璃臂;2一点火电极;3-扩散器;4一铜套; 一底座;6一点火电极接头座;7一储气罐 5- 42220L球形爆炸试验装置 读装冒结构见围2 爆炸罐承压能力为3.0MPa 爆炸罐壁外装有控起用水套,下都安有粉尘扩散 器,通过管路和电碰阀与储尘罐相连通,储尘罐容积为0.6L.,承压能力为2.5MP爆炸罐上安有压力 传感器,传感器与记录仪相连
GB/T16428一1996 图220L球形爆炸试验装置 1排气口;2一点火源;3--扩散器;4-压力传感器; 5一 -压力表;6一储尘罐 测定步骤 5.1电火花能量的计算 试验用粉尘应在常温、常压下,均匀地喷入悬浮于试验装置内,并用电容电火花点火 电容电火花的能量值用式(1)计算 E=0.5C.U 电火花能量,J; 式中 E C 电容量,F U 充电电容器的电压,V 当火花能量大于100mj时,可采用式(2)计算 E=()U(6)dr 式中:I(: 放电时,实际测得的电火花电流,A; U(e)放电时,实际测得的电火花电压,V 注:电火花能量计算的详细说明见附录A 5.2粉尘云最小着火能量的测定 首先在给定的粉尘浓度条件下,用一个能可靠点燃粉尘云的能量值的电火花开始,然后改变粉尘浓 度、着火延迟时间和喷尘压力,并通过调节电容器电容和(或)电容器上充电电压,逐次减半降低火花能 量值,直到连续20次试验均未出现着火为止 注，当使用20L球形试验装置时,着火延迟时间应为120ms. 粉尘云最小着火能量Emm介于E(连续20次试验均未出现着火的最大能量值)和E,(连续20次试 验均出现着火的最小能量值)之间,即
1996 GB/T16428 E GB/T16428一1996 附 录 A 电火花发生系统 参考件) A1概述 第A2.A3.At.A了相AG章叙述的是在本标难中可果用的几种电火花发生系统 在使用较大的试 验容器时,皮果用适当的精施,以防止边壁效应 在进行能屉计算时,应采用放电回路的总电容值和敢电时的电压值 A23-电极辅助火花触发系统 图A1是试验装置布置方式 图A1 辅助电极;2E火花隙电极;3一辅助电路;4控制装置;5-电磁阀 -储器罐;7充电装置;8截流阀;9电容器10-充电电阻;l1一电感 该系搅的王爱组成部分是个了电极火花脱 其中主火花隙的两电校直轻为32mm,长度超过 am以上的而分直轻战怎mn 辅助电极的自由糊向丰火花默糊斜,其倾料段长度是2D 该 mnm 条统不仅用于上蹦开口的听特曼管thr ,也可用于其他试验装置 iartmanntube 电容器9(容量为20一1000p)通过一个充电装置7进行充电 充电装置回路串有一个充电电肚 0,将允电电谎限制到1mA.粉尘云的着火试脸由控制装置4完成 .其步骤是;由控制装置4打开电数 阀5.使粉尘喷入试验装附,形成粉尘云,同隔预先确定的时间后,触发辅助火花,从而使电容器放电,形 成主火花,提供试验用点火源
GB/T16428-1996 辅助电路的能量不得超过主放电电路能量的10% 电极移动触发系统 A3 图A2是试验装置的布置方式 当当 图A2 螺旋千分尺;2-固定座;3-电极;4-哈特曼瞥;5-聚四氟乙婚 绝缘件;6一双作用气动活塞;7一电容器;8-电压表;9一高压发生器" 10-时间继电器;1l1--储气罐 两电极通过聚四氟乙烯固定座安置于顶端开口的哈特曼管中.两个固定座都钻有小孔,电极可以移 动 其中一电极(接地)与测量用的螺能千分尺的测杆相连 该千分尺固定在哈特曼管上 另一电极(接 高压)与一个熊杆相连 该推杆受双作用气动活塞(活塞直径为3弱mm,操作压力800k内)控制,工作行 程为10mm,通过一聚四城乙希绝缘件与电极相连 高压电极与电容量为28Pp一3的电容器相 迷 当高压发生嚣从电容器电路中断开后,由电-气动装假捡制有一定气压的储气罐,释放压缩空气,使 粉尘扩散形成粉尘云,延迟一定时间(由时间控制器设定)后,将高压电极推到规定位置,使电容器放电 产生电火花 A4电压增加(涓流充电电路)触发系统 图A3是该试脸装置的布置方式
GB/T16428一1996 lmH 图A3 一试验装置;2一直流电源;3一去耦电阻 高的直流电压使电容器的电位缓慢升高,直至产生火花.重复相同的操作可得到一系列相等的能量 值 电路中有一个阻值为1010'Q的限流电阻 电容器的电压是用电压表来测量的,与该电压表串联 一个阻值为10'~10'Q的去耦电阻 通过调节电容器电容和放电电压,可得到能量值超过1.0mJ的电 火花 试验时,首先应确定所需的火花能量值 选择一合适值的电容器,调节电压(在10一30kV之间调 节)和电极间距,直到在电极处产生按0.5Ur(C为电极处于高电压时放电回路的总电容,该电容可用 交流电桥测得;U为产生火花时的电压值)计算所需能量值的电火花,接着将高电压电极接地,并把一定 量的粉尘试样装入喷尘杯中 然后将直流电源接入电路中 当电极间刚产生火花时,将粉尘试样用压缩 空气喷入试验装置,形成粉尘云 这时,观察是否出现着火,并观察火焰的传播情况 通常,第一次试验都是用较高的火花能斌(如500mJ)来进行的 如果出现着火,然后逐步地降低火 花能量再进行试验,直至没有出现着火为止 A5 辅助火花杜发的双电极系统 图A4是试验装置的布置方式
GB/T16428一1996 图A4 1一火花隙;2电容器;3一开关;4-变压器;5-主电容器 本电路不能用于无电感的试验 由于电容器的容量在40PF以下可调(以10的倍数调节),电压在 1000V以下也可调(一般到400~500V为最低值),所以火花能量可调范围较宽 火花放电在预定的 时刻由触发电路激发完成.在触发电路中,包括有电容器2,开关3和变压器4的初级线圈 当开关闭合 时,在变压器的次级线圈中,感应产生峰值约为15kV的高电压脉神击穿火花隙1,从而使主电容器5 放电,产生电火花 试验表明,这种触发方式难于产生低于2~5m的电火花 通过测量放电时火花隙处随时间变化的电流和电压,便可获得所需火花能量值 二极管的作用是使 ？ 1 放电仅能单向进行 变压器的次级线圈的自感量应为！ 2mH A6方形波火花发生系统 该系统的电容器容量较大，一般由几个大电容器或数十个小电容通过串,并联方式组成 电容器充 电电压最高为1500V 在放电回路中串有可调电阻 该系统的特点是;放电电流和放电电压在整个放 电过程中呈方形波,使其在整个放电时间内,电火花的强度保持不变,从而避免放电过程的无功火花产 生,使所洲数据更椎确 通过调节充电电压,可调电眼以及放电特续时间,可方便调节电火花的能斌值 该系统的技术特征为;敢电火花持续时间调节范围为a.99990ms,火花能量调节范围为0.25一2.0x 10'mJ,可调电阻范围为0- 990Q 附加说明 本标准由煤炭工业部提出 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口. 本标准由煤炭工业部煤炭科学研究总院重庆分院起草和负责解释 本标准主要起草人何朝远,田仁曲,张引合,苑洪溯