Explosive properties of aluminum dust
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc303Keywords:
air suspension, aluminum, maximum explosion pressure, maximum pressure build-up rate.Abstract
The article presents the maximum pressure (Pmax) and the maximum pressure rise rate dependence studies results on the dispersed characteristics of aluminum dust. The studies were carried out for suspensions of aluminum powders ASD-1 and ASD- 4, as well as their mixtures in various mass ratios in order to identify the effect of the dust specific surface on their explosive characteristics. To determine the explosive characteristics of combustible suspensions, a modified standard 4 l constant volume vessel method was used. As a result of research and comparison with the data available in the literature, it has been found that the maximum explosion pressure weakly depends on the dispersion and significantly depends on the fuel concentration. The maximum rate of pressure rise significantly depends on the concentration, dispersion of dust and the turbulence initial level, reaching the highest values at concentrations several times higher than stoichiometric.
References
(1). Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справ. изд.: в 2-х книгах / А.Я. Корольченко, А. Н. Баратов, Г. Н. Кравчук и др. – Москва: Химия, 1990. – 496 с.
(2). ГОСТ-12.1.041. Система стандартов безопасности труда. Пожароопасность горючих пылей. М., 2011, – 45 с.
(3). Б.-Ц. Линь, В.-С. Ли, Ч.-ЦЗ. Чжу. Экспериментальное исследование характеристик взрыва смеси наночастиц алюминия и воздуха. // Физика горения и взрыва. – 2010. – Т.46, №6. – С. 73-77.
(4). Eckhoff, Rolf K. Dust Explosions in Process Industries, Second Edition ed. / Rolf K. Eckhoff. — Cambridge: University Press, 1997. – 643р.
(5). Bartknecht W. Dust Explosions. – Springer, 1990. https://doi.org/10.1007/978-3-642-73945-3
(6). Castellanos, D., Carreto-Vazquez, V., Mashuga, C., Trottier, R., Mejia, A. and Mannan, M. (2014). The effect of particle size polydispersity on the explosibility characteristics of aluminum dust. Powder Technology, 254, pp. 331-337. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2013.11.028
(7). ASTM. E1226-00. Standard test method for pressure and rate of pressure rise for combustible dusts. 14.02, 2005, pp. 334-345.
(8). Li, Q., Wang, K., Zheng, Y., Mei, X. and Lin, B. (2016). Explosion severity of micro-sized aluminum dust and its flame propagation properties in 20 L spherical vessel. Powder Technology, 301, pp. 1299-1308. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2016.08.012
(9). Dufaud, O., Traoré, M., Perrin, L., Chazelet, S. and Thomas, D. (2010). Experimental investigation and modelling of aluminum dusts explosions in the 20 L sphere. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 23(2), pp. 226-236. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2009.07.019
(10). Santhanam, P., Hoffmann, V., Trunov, M. and Dreizin, E. (2010). Characteristics of Aluminum Combustion Obtained from Constant-Volume Explosion Experiments. Combustion Science and Technology, 182(7), pp. 904-921. https://doi.org/10.2514/6.2010-178
(11). Liu, X. and Zhang, Q. (2015). Influence of turbulent flow on the explosion parameters of micro- and nano-aluminum powder–air mixtures. Journal of Hazardous Materials, 299, pp. 603-617. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.07.068
(12). Черненко Е.В., Розенбанд В.И. Расчет экстремальных характеристик горения аэровзвесей металлических порошков при их самовоспламенении, ФГВ, 1980. – Т.16, №6, – С. 3-10.
(13). Опарин А.С., Шевчук В.Г. Экстремальные характеристики теплового взрыва пылей. // Горение и плазмохимия. – 2012. – Т. 10, №3, – С. 187-193.
(14). Агеев Н.Д., Горошин С.В., Золотко А.Н., Полетаев Н.И. Скорость распространения стационарного пламени в газовзвесях алюминия. // Сборник «Горение гетерогенных систем». – 1989. – Черноголовка – С. 83 85.
(15). Сандарам Д., Янг В., Зарко В.Е. Горение наночастиц алюминия (Обзор) // Физика горения и взрыва. – 2015. – Т.51 №2, – С. 37-63.
(16). Сидоров А.Е., Шевчук В.Г. Ламинарное пламя в мелкодисперсных пылях // Физика горения и взрыва. – 2011. – Т.47, №5, – С. 24-28.
(17). Сидоров А.Е., Кондратьев Е.Н., Бойчук Л.В., Шевчук В.Г. Горение алюминиевой пыли при больших концентрациях горючего // Горение и плазмохимия. – 2005. – Т. 3, №3, – С. 221-226.
(18). Ягодников Д.А. Горение порошкообразных металлов в газодисперсных средах. // Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2015. – М.
