聚乙烯粉尘爆炸风险评估及防护研究(5)
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。
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