18。例如PMMA粉尘实验显示,粒径从150μm降至75μm,最小点火能降低40%。
临界阈值:粒径>400μm的粉尘通常不可爆(如粗煤粉),但若混入少量细颗粒(如粒径减小直接导致Pmax和dP/dt线性上升。如PMMA粉尘实验中,75μm粒径的爆炸压力比150μm高2.1倍,压力上升速率快3倍。
Kst值(爆炸指数)分级:
细粉尘(如铝粉300MPa·m/s(St3级,强烈爆炸)3;
粗粉尘(如木粉>100μm)Kst小粒径粉尘云燃烧更充分,火焰温度更高。例如谷物粉尘粒径从100μm减至20μm,火焰温度升高约300℃。
☁️ 三、悬浮特性与二次爆炸风险
细粉尘更易形成爆炸性粉尘云
粒径的颗粒可长期悬浮,难以沉降,在气流扰动下迅速达到爆炸浓度5618。
粗颗粒(>100μm)则快速沉降,仅在局部堆积。
二次爆炸的“雪崩效应”
初次爆炸冲击波扬起堆积的细粉尘(如地面或设备残留),形成更高浓度粉尘云,引发更具破坏性的二次爆炸618。例如木材加工厂爆炸事故中,二次爆炸压力可达初次3倍18。
🛡️ 四、工业防护的关键措施
粒径监测与分类管控
对的粉尘实施严格防爆措施(如惰化、抑爆系统)。
混合粉尘需筛分去除超细组分。
设备与空间设计
除尘系统需覆盖至5μm颗粒,并设置泄爆口(依据Kst值计算泄压面积)。
杜绝点火源:静电防护(如接地)、避免摩擦火花(如磁选除铁)18。
💎 结论
粉尘粒径通过物理比表面积和化学活性双重路径影响爆炸行为:
高风险粒径:1–75μm(比表面积大、易悬浮、点火能低);
临界安全阈值:>400μm(通常不可爆,但需警惕混合粉尘)。
企业需结合粒径分布制定分级防控策略,重点监控细粉尘占比及扩散条件31018。