实验三管道式可燃气体、粉尘爆炸特性测试3.1实验目的（1）了解可燃气体-粉尘燃烧爆炸的特点及其在实际生产中的危险性(2）掌握可燃气体、粉尘爆炸压力的测试方法及测试过程。（3）了解基本的实验方法和仪器、设备的操作程序，从而培养其分析问题、解决问题和从事科学研究的实践能力，并通过实验培养其严谨的科学态度和作风。3.2实验仪器与实验用品铝粉水平管道式气体-粉尘爆炸测试系统甲烷气体3.3实验原理本实验所用水平管道式气体-粉尘爆炸测试系统的主体为一水平管道，该系统可以进行气体爆炸、粉尘爆炸、气体和粉尘混合爆炸等实验，与水平管道相配套的有配气系统、压力测量系统和动态数据采集分析系统。试验装置由3段管道组成，之间用法兰连接，其中第I段为高压气室，管长0.7m，容积为10升，高压气室可以用来测试可燃气体、粉尘的爆炸极限和爆炸压力，同时还可以用来作为激波卷扬粉尘的驱动段。第II、IⅢI为低压气室，管长2.4m，容积为33升，低压气室主要用来进行激波卷扬粉尘爆炸试验和爆轰试验，装置实物图如图2.1所示。图3.1水平管道式气体-粉尘爆炸测试系统
实验三 管道式可燃气体、粉尘爆炸特性测试 3.1实验目的 (1)了解可燃气体-粉尘燃烧爆炸的特点及其在实际生产中的危险性 (2)掌握可燃气体、粉尘爆炸压力的测试方法及测试过程。 (3)了解基本的实验方法和仪器、设备的操作程序，从而培养其分析问题、 解决问题和从事科学研究的实践能力，并通过实验培养其严谨的科学态度和作 风。 3.2实验仪器与实验用品 水平管道式气体-粉尘爆炸测试系统 甲烷气体 铝粉 3.3实验原理 本实验所用水平管道式气体-粉尘爆炸测试系统的主体为一水平管道，该系 统可以进行气体爆炸、粉尘爆炸、气体和粉尘混合爆炸等实验，与水平管道相配 套的有配气系统、压力测量系统和动态数据采集分析系统。 试验装置由3段管道组成，之间用法兰连接，其中第Ⅰ段为高压气室，管长 0.7m，容积为10升，高压气室可以用来测试可燃气体、粉尘的爆炸极限和爆炸压 力，同时还可以用来作为激波卷扬粉尘的驱动段。第Ⅱ、Ⅲ为低压气室，管长2.4m， 容积为33升，低压气室主要用来进行激波卷扬粉尘爆炸试验和爆轰试验，装置实 物图如图2.1所示。 图 3.1 水平管道式气体-粉尘爆炸测试系统
3.3.1气体爆炸混合气体浓度采用分压原理控制，用真空压力表显示，根据理想气体分容积定律可知分压力与总压力的比值等于容积成分。P-4=CPV式中P为环境大气压：P为甲烷气体的分压；V为反应系统的总容积V为甲烷气体的容积：C为甲烷气体的配比浓度。气体爆炸压力首先作用到压电式压力传感器上，压电传感器受压产生电信号，该信号经电荷放大器放大后传输给动态数据采集分析系统，该系统可记录下爆炸压力随时间变化的P-t曲线。3.3.2粉尘爆炸与气体不同，粉尘需要悬浮在空气中同时浓度达到其爆炸极限方可爆炸。在进行粉尘爆炸实验时需将预先称量好的粉尘放入粉尘仓，如图2.2所示。图3.2粉尘仓与管道连接示意图实验时，管道内的高压气流将粉尘仓中的粉尘吹入管道中内置的吹粉管，粉尘在气流的作用下通过吹粉管的小孔悬浮于管道中，之后点火并进行相关测试。3.4实验步骤3.4.1气体爆炸压力测定
3.3.1 气体爆炸 混合气体浓度采用分压原理控制，用真空压力表显示，根据理想气体分容积 定律可知分压力与总压力的比值等于容积成分。 C V V P P i b i = = 式中 Pb 为环境大气压；Pi 为甲烷气体的分压；V 为反应系统的总容积；Vi 为 甲烷气体的容积；C 为甲烷气体的配比浓度。 气体爆炸压力首先作用到压电式压力传感器上，压电传感器受压产生电信 号，该信号经电荷放大器放大后传输给动态数据采集分析系统，该系统可记录下 爆炸压力随时间变化的 P-t 曲线。 3.3.2 粉尘爆炸 与气体不同，粉尘需要悬浮在空气中同时浓度达到其爆炸极限方可爆炸。在 进行粉尘爆炸实验时需将预先称量好的粉尘放入粉尘仓，如图 2.2 所示。 图 3.2 粉尘仓与管道连接示意图 实验时，管道内的高压气流将粉尘仓中的粉尘吹入管道中内置的吹粉管，粉 尘在气流的作用下通过吹粉管的小孔悬浮于管道中，之后点火并进行相关测试。 3.4实验步骤 3.4.1气体爆炸压力测定
（1）检查相关线路的连接情况。（2）对管道式爆炸管道抽真空（3）打开可燃气体阀门，向管道输送一定量的可燃气体甲烷，而后按比例充入管道一定量的空气，使管内气压与外界环境大气压相同。（4）启动采集系统和控制系统，进行点火和数据采集。（5）从管道的视孔中观察气体燃烧爆炸火焰的情况。（6）记录相关实验数据。3.4.2粉尘爆炸压力测定（1）检查相关线路的连接情况。（2）称量一定量的粉尘并放入粉仓。（3）启动空压机，向管道输送高压空气。（4）启动采集系统和控制系统，进行点火和数据采集。（5）从管道的视孔中观察粉尘燃烧爆炸火焰的情况。（6）记录相关实验数据。3.5注意事项(1)实验时先将高压互感器升至所需电压，再启动数据采集系统，以防电压变化导致采集系统误操作。(2）通过视窗孔观察火焰时，人员避免正对视窗孔。3.6其它要求（1）实验过程中认真观察，听从老师的安排，注意安全。（1）实验报告按照要求书写，内容要全面真实可靠，书写规范：(3)认真分析各自小组的实验结果，与实际值进行对比分析。3.7实验思考题（1）气体和粉尘的爆炸过程主要区别有哪些？（2）粉尘爆炸威力大还是气体爆炸威力大？（3）在一些工业生产和化工工艺过程中产生的粉尘和气体，如何避免其发生爆炸？
（1）检查相关线路的连接情况。 （2）对管道式爆炸管道抽真空。 （3）打开可燃气体阀门，向管道输送一定量的可燃气体甲烷，而后按比例充 入管道一定量的空气，使管内气压与外界环境大气压相同。 （4）启动采集系统和控制系统，进行点火和数据采集。 （5）从管道的视孔中观察气体燃烧爆炸火焰的情况。 （6）记录相关实验数据。 3.4.2粉尘爆炸压力测定 （1）检查相关线路的连接情况。 （2）称量一定量的粉尘并放入粉仓。 （3）启动空压机，向管道输送高压空气。 （4）启动采集系统和控制系统，进行点火和数据采集。 （5）从管道的视孔中观察粉尘燃烧爆炸火焰的情况。 （6）记录相关实验数据。 3.5注意事项 (1)实验时先将高压互感器升至所需电压，再启动数据采集系统，以防电压 变化导致采集系统误操作。 (2)通过视窗孔观察火焰时，人员避免正对视窗孔。 3.6其它要求 (1)实验过程中认真观察，听从老师的安排，注意安全。 (1)实验报告按照要求书写，内容要全面真实可靠，书写规范； (3)认真分析各自小组的实验结果，与实际值进行对比分析。 3.7 实验思考题 （1）气体和粉尘的爆炸过程主要区别有哪些？ （2）粉尘爆炸威力大还是气体爆炸威力大？ （3）在一些工业生产和化工工艺过程中产生的粉尘和气体，如何避免其发 生爆炸？