粉尘爆炸损毁评估计算及环境净化分析(3)
(4)足够的粉尘分散程度，即处于悬浮粉尘云状态，这样粉尘可与氧气充分混合，增大气固接触面积，如果不被扰动形成粉尘云，则粉尘层只能着火而不会发生爆炸。
(5)足够的空间密闭程度，粉尘燃烧要产生较高的压力，必须是在密闭或部分密闭的包围体内才可能。
1.1.3 粉尘爆炸机理
粉尘爆炸是一个非常复杂的过程, 其过程受大量物理因素影响, 其爆炸机理至今没有确切定论。有学者认为：粉尘爆炸是粉尘粒子遇热释放出可燃性气体与氧产生反应所引起的，是某种包含可燃气体的固体与周围存在着氧化剂在不均匀状态中进行的反应。因此，可以认为粉尘爆炸是介于气体爆炸与炸药爆炸二者之间的一种状态。这种爆炸所放出的能量, 若以最大值进行比较，可达气体爆炸的几倍。其所需要的点火能也比气体爆炸大得多。由此可知， 粉尘爆炸过程是：
（1） 供给粒子表面以热能，使其温度升高；
（2） 粒子表面的分子由于热分解或干馏的作用而变为气体分布在粒子的周围；
（3） 由产生的气体燃烧生成的热供给粒子表面以热能。
如此循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合，继续发火传播，并加速了燃爆过程。可以认为粉尘爆炸的实质是气体爆炸。使粉尘中可燃气体逸出的原因，热辐射比热传导作用更大，是与气体爆炸的不同之处。然而，含能材料粉尘的点火、爆炸则不同于普通粉尘，它包括以下几大部分：
（1）通过热传导、对流及辐射的能量传递；
（2）惰性加热：即辐射的深层吸收，含能材料内部的热传导；
（3）固体分解；
（4）气态组分与凝聚相之间的多相反应。从外部激励的开始到持续点火的瞬间，这段时间叫点火延迟。这是研究中最重要的参数之一。
通常，点火延迟包括惰性加热时间、混合(扩散加对流)时间，及反应时间。但是点火延迟并不是这三个特征时间的简单求和，因为在混合过程和化学反应之间没有明显的分界：二者可能重叠。同时，要严格鉴别持续燃烧的瞬间，也是非常困难的。
一般工业粉尘，其氧化放热速率要受到质量传递的制约，即颗粒表面氧化物气体要向环境扩散，氧气要扩散到颗粒表面，这个速度要比表面化学反应速率小得多，从而形成控制性环节。因此，实际氧化放热时消耗颗粒的速率，最大等于传质速率。而TNT粉尘氧化放热速率则不受质量传递的制约，而和TNT蒸汽化学反应速率有关[1]。这就给TNT粉尘爆炸带来许多不同于一般工业粉尘的特点。
1.1.4 粉尘爆炸特性参数
要进一步了解粉尘爆炸发生及发展的过程、机理、影响因素及危险性评价，就必须有一套基本参数、试验方法和仪器设备。实验测定粉尘爆炸参数时，往往与仪器设备、试验条件、判据、定义密切相关。粉尘爆炸的所有参数，如点火温度、最低爆炸浓度、最小点火能、最大爆炸压力和最大压力上升速率等都不是物质的基本性质，而是与环境条件、测试方法和实验设计确定的判据有关。因此，对这些参数的研究至今仍是一个非常活跃。
(1)粉尘爆炸的猛度参数
粉尘爆炸的猛烈程度，通常以最大爆炸压力Pmax、最大压力上升速率(dp/dt)max以及爆炸指数Kst来衡量。这些参数值越大，说明粉尘爆炸越猛烈，即破坏力越大。
①就密闭容器粉尘爆炸过程而言，压力上升速率是衡量爆炸强度的尺度。它们随粉尘的种类、粒径、浓度和着火源的种类，还随容器大小、初压、氧含量、挥发组分和可燃气体浓度、活性的粉尘和灰分的含量等变化而变化。
②爆炸指数值越大爆炸越猛烈，即猛度越高。爆炸指数值必须在国际标准规定的爆炸容器或与之等效的爆炸装置中测定，一般是在特定的20L球型装置中测定。
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