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“工业火灾与爆炸防控”创新团队在《化工学报》发表综述文章
2024-09-14 17:00  

近期,我校安全学院“工业火灾与爆炸防控”创新团队在《化工学报》发表题为《气粉两相体系爆炸动力学特性及机理研究进展》的综述文章,从气粉两相体系的爆炸条件、爆炸效应以及爆炸机理三方面总结分析了两相体系爆炸敏感度参数、爆炸强度参数、火焰传播特性变化规律及其爆炸反应机理。西安科技大学作为第一单位,苏彬老师为第一作者,罗振敏教授为通讯作者,该研究成果得到国家自然科学基金(52304252)项目资助。

可燃性粉尘与易燃易爆气体广泛存在于工贸行业的各个环节,与单一粉尘或气体相比,气粉两相体系具有更高的爆炸危险性。然而,目前对于气粉两相混合体系爆炸敏感度参数、爆炸发展全过程以及爆炸机理等有待进一步研究,其耦合爆炸效应与机理尚不明确,从而很大程度增加了工矿企业生产过程气粉两相体系爆炸防控的难度。因此,本文针对气粉两相体系的爆炸条件、爆炸效应及爆炸机理进行了系统综述并提出了如下的发展方向。

一、针对气粉两相体系爆炸敏感度参数,现有方法的应用性十分局限,其对特定物质的依赖性较强,不同粉体特性差异会很大程度影响其混合体系爆炸敏感度参数。因此,系统性研究不同气粉两相体系爆炸敏感度参数变化规律,明确其复合体系爆炸发生条件,对高效保障工矿企业涉气涉粉工艺安全性是十分必要。

二、目前对于气粉两相体系爆炸特性的研究以瓦斯/煤尘混合体系为主,多关注两相体系爆炸压力、爆炸指数、火焰传播速度以及火焰形态等宏观特性变化,对多因素、多物质、多流场耦合作用的爆炸气-固复合火焰演化规律还有待进一步研究。因此,研究相间耦合对复合火焰的形成与加速的影响机制,对揭示爆炸气-固复合火焰演化规律具有重要作用。

三、不同混合体系爆炸机理存在较大差异,目前对气粉两相体系爆炸机理多偏重于爆炸驱动机制、爆炸产物特征以及物理燃烧模型等定性研究,而对于不同两相体系爆炸诱发的化学反应动力学原因和机理有待深入研究。因此,基于气粉两相体系爆炸前后产物变化特征以及中间产物光谱辐射特征推演复合体系爆炸微观反应进程详细信息,揭示气粉两相体系爆炸反应动力学机理,从而为不同两相体系爆炸预防与控制提供理论依据。

“工业火灾与爆炸防控”陕西省重点领域科技创新团队围绕工业火灾与爆炸基础理论、气体与粉尘燃爆防控理论与技术、工业燃爆事故监测预警与灭控技术、火灾爆炸灾害效应评估与风险管控等方面开展学术研究。近年来,在团队负责人罗振敏教授带领下,“工业火灾与爆炸防控”创新团队在氢泄漏燃爆灾害防控、特殊工艺复杂组分可燃气体燃爆动力学、多参数可燃性气体监测预警装备及系统、复合型多相态阻燃、灭火及抑爆材料、液态CO2正压泡沫灭火技术、大型化工园区火灾爆炸灾害效应评估与风险管控方面均取得了重要研究进展。此外,2024年8月15日,陕西省科学技术厅组织有关专家,在西安对陕西省科技创新团队“工业火灾与爆炸防控创新团队”(编号:2020TD-021)进行了验收,验收专家组一致同意通过验收。

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(a)瓦斯/煤尘 (b)乙烯/聚乙烯粉 (c)氢气/镁粉

图1气粉两相体系混合爆炸火焰传播过程

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图2瓦斯/煤尘两相体系爆炸机理

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图3氢气/镁粉两相体系爆炸机理

原文链接:https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=-4s28oSk478t5dvG-jtbX1xd4CtU4Z3yivi8xVjw9TxDH3gfsl62BRLjYuz7yoqwrlPdaHIBqER6YB6XmdgZTY7hyzUfk_yQeZkgVC4Sq9IVwtrUDwB9Lp9ZhRbyvD_x5MhDc37wGEbMAFyn6qtxc1wWzp-RckYnkQnsNaCkecc=&uniplatform=NZKPT

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