CC BY
42
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
dr inz. Rafa! POROWSKI1
Przyj^ty/Accepted/Принята: 20.05.2014; Zrecenzowany/Reviewed/Рецензирована: 20.11.2014; Opublikowany/Published/Опубликована: 31.12.2014;
ZJAWISKO DETONACJI MIESZNIN PYLOWYCH: PRZEGL4D STANU WIEDZY
Dust Detonation Phenomenon: State of the Art
Явление детонации смесей пыли: обзор имеющихся знаний
Abstrakt
Cel: Celem artykulu jest przedstawienie przeglqdu stanu wiedzy w zakresie detonacji mieszanin pylowych. Opisano prace badawcze prowadzone przez osrodki naukowe na calym swiecie, ze szczegolnym nastawieniem na badania eksperymentalne detonacji mieszanin pylowo-powietrznych i pylowo-tlenowych oraz mierzone podczas tych badan parametry detonacji. Wyjasniono rowniez podstawy teoretyczne propagacji fali spalania w kanalach rurach oraz zjawisko przejscia do detonacji (DDT).
Wprowadzenie: W wi^kszosci urzqdzen i aparatow procesowych stosowanych w przemysle, w ktorych wykorzystuje si^ pyly palne, zjawisko spalania wyst^puje w formie deflagracji, gdzie transport ciepla i masy odgrywa bardzo znaczqcq rol^. Deflagracja stanowi tzw. „poddzwi^kowy" rodzaj spalania, w ktorym reakcje chemiczne procesu spalania zachodzq pod prawie stalym cisnieniem. Front fali spalania deflagracyjnego rozprzestrzenia si^ z pr^dkosciq, ktora jest sumq pr^dkosci plomienia oraz pr^dkosci rozprzestrzeniania si^ produktow spalania. Jesli pr^dkosc plomienia b^dzie wystarczajqco niska, tak jak wczesniej wspomniano, zjawisko spalania przebiegalo b^dzie pod stalym cisnieniem. W przeciwnym przypadku powstanq pewne zaklocenia (turbulencje) oraz wzrost cisnienia. Wowczas front plomienia b^dzie przyspieszal, rozprzestrzeniajqc si^ jako tzw. fala spalania poprzedzajqca fal^ uderzeniowq. Dalsze przyspieszanie frontu plomienia moze spowodowac proces przejscia z deflagracji w detonaj Zjawisko detonacji mieszanin pylowych jest raczej jednostkowym, skrajnym przypadkiem propagacji plomienia w warunkach przemyslowych, co nie oznacza oczywiscie, ze niemozliwym do wystqpienia.
Metodologia: Artykul zostal opracowany na podstawie przeglqdu literatury, dost^pnych w publikacjach wynikow prac naukowych dotyczqcych zjawiska detonacji w mieszaninach pylowych.
Wnioski: Pomimo ze badania detonacji w mieszaninach pylowych prowadzone sq juz od wielu lat przez czolowe osrodki naukowe na swiecie, to w dalszym ciqgu istnieje potrzeba poznania podstawowych parametrow tego procesu oraz czynnikow majqcych wplyw na to zjawisko. Szczegolnie istotne z praktycznego punktu widzenia bezpieczenstwa w przemysle wydaje si^ byc opracowanie bazy danych o parametrach detonacji w mieszaninach pylowych, takich jak przede wszystkim szerokosc komorki detonacji, granice detonacji, pr^dkosci detonacji, odleglosci rozbiegowe do DDT, jak rowniez krytyczny rozmiar czqstek pylu, w ktorych mozliwe byloby przejscie od spalania deflagracyjnego do detonacji w mieszaninach pylowych.
Slowa kluczowe: detonacja, DDT, zagrozenie wybuchem, pyly palne Typ artykulu: artykul przeglqdowy
Abstract
Aim: The aim of this paper is to present a state of the art on dust detonation phenomenon. The author described some research works done in different research institutions, including experimental works on dust-air and dust-oxygen detonations and measured parameters, e.g. pressure and velocity profiles. The author also described some fundamental theories on blast wave propagation in tubes and channels as well as a phenomenon called deflagration-to-detonation transition (DDT).
Introduction: In most processes equipment and apparatuses in industry, where flammable dusts are handled, combustion phenomenon exists as the deflagration flame with great influence of heat and mass transfer. Deflagration is a mode of subsonic combustion wave, where chemical kinetics undergoes under almost constant pressure. Deflagration front propagates with velocity, which is a sum of flame speed and combustion products velocity. If the flame speed will be low enough then combustion occurred at almost constant pressure. In other way there will be some turbulence at the flame front and pressure will increase. Flame front will accelerate and in some circumstances the deflagration to detonation process will occur. Dust detonation phenomenon seems to be an unique case of flame
1 Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpozarowej im. Jozefa Tuliszkowskiego Panstwowy Instytut Badawczy; ul. Nad-wislanska 213, 05-420 Jozefow; [email protected] / Scientific and Research Centre for Fire Protection - National Research Institute, Poland;
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
propagation in the process industries which is of course possible to take a place in apparatus and pipelines transporting combustible dusts. Heat transfer from the burning dust cloud to the unburnt part does not proceed by the diffusion like in the deflagration explosion. It is possible by extremely fast compression of unburnt mixture covered by the shock wave propagating with high-speed velocity. Methodology: Paper was prepared based on the state of the art taken from available literature and results of experimental works on dust detonation phenomenon.
Conclusions: Research in dust detonation phenomenon is the ongoing process from many years but there is still a gap of knowledge of fundamental parameters and correlations. An important matter could be to provide the database of detonation cell size, propagation velocity, detonation limits, run-up distance and also some critical size of dust particle supporting DDT in dust mixtures.
Keywords: detonation, DDT, explosion hazards, combustible dusts Type of article: review article
Аннотация
Цель: Цель этой статьи заключается в представлении обзора имеющихся знаний в области детонации смесей пыли. Описана научно-исследовательская работа, которая проводится исследовательскими центрами по всему миру, с особым акцентом на экспериментальные исследования детонации пылевоздушных и пылекислородных смесей, а также на измеряемые во время этих исследований параметры детонаций. В статье объяснены также теоретические основы распространения волны горения в трубах и каналах и явление перехода в детонацию (DDT).
Введение: В большинстве устройств и технологическом оборудовании, которые применяются в промышленности, где используется горючая пыль, явление горения происходит в виде дефлаграции, при которой перенос тепла и масса играет очень важную роль. Дефлаграция представляет собой так называемый инфразвуковой тип сгорания, в котором химические реакции процесса горения происходят при почти постоянным давлении. Фронт волны дефлаграционного горения распространяется со скоростью, которая является суммой скорости пламени и скорости распространения продуктов сгорания. Если скорость пламени будет достаточно низкой, как упоминалось ранее, явление сгорания будет происходить под постоянным давлением. В противном случае возникают некоторые препятствия (турбулентность) и давление увеличится. Затем фронт пламени будет ускоряться, распространяясь как, так называемая, волна горения, которая предшествует ударной волне. Последующее ускорение фронта пламени может вызвать переход от дефлаграции к детонации. Детонация пылевых смесей это редкий, крайний случай распространения пламени в промышленных условиях, но это не значит, конечно, что он не может произойти. Методология: Статья подготовлена на основе обзора литературы, имеющейся в публикациях результатов научных исследований, касающихся явления детонации смесей пыли.
Выводы: Несмотря на то, что исследования детонации в смесях пыли проводятся на протяжении многих лет ведущими научно-исследовательскими центрами по всему миру, всё ещё существует необходимость познания основных параметров и зависимости, которые влияют на это явление. Особенно важно с практической точки зрения безопасности в промышленности создать базы данных параметров детонаций смесей пыли, таких как, в первую очередь, ширина детонации клетки, границы детонации, скорость детонации, расстояние ускорения до DDT, а также критический размер пылевых частиц, при которых возможно было бы перейти от дефлаграцинного сгорания в детонацию в смесях пыли.
Ключевые слова: детонация, DDT, угроза взрыва, горючая пыль Вид статьи: обзорная статья
1. Wprowadzenie
W wiçkszosci urz^dzen i aparatow procesowych sto-sowanych w przemysle, w ktorych wykorzystuje siç pyly palne, zjawisko spalania wystçpuje w formie deflagracji, gdzie transport ciepla i masy odgrywa znacz^ rolç. De-flagracja stanowi tzw. „poddzwiçkowy" rodzaj spalania, w ktorym reakcje chemiczne procesu spalania zachodz^ pod prawie stalym cisnieniem [1]. Front fali spalania de-flagracyjnego rozprzestrzenia siç z prçdkosci^, ktora jest sum^ prçdkosci plomienia oraz prçdkosci rozprzestrze-niania siç produktow spalania. Jesli prçdkosc plomienia bçdzie wystarczaj^co niska, tak jak wczesniej wspomnia-no, zjawisko spalania przebiegalo bçdzie pod stalym ci-snieniem [1]. W przeciwnym przypadku, powstan^ pew-ne zaklocenia (turbulencje) oraz wzrost cisnienia. Wow-czas front plomienia bçdzie przyspieszal, rozprzestrze-niaj^c siç jako tzw. fala spalania poprzedzaj^ca falç ude-rzeniow^. Dalsze przyspieszanie frontu plomienia moze spowodowac proces przejscia z deflagracji w detona-cjç, tzw. DDT2. Fala detonacyjna mieszanin roznych pa-liw wçglowodorowych z powietrzem rozprzestrzenia siç z prçdkosci^ ok. 1700-2000 m/s. Zjawisko to moze row-
2 DDT - z ang. Deflagration-to-Detonation Transition.
niez powstac podczas transporta pylów palnych w ruro-ci^gach procesowych stosowanych powszechnie w zakla-dach przemyslowych. Podobnie jak w przypadku detona-cji mieszanin gazowych, detonacja mieszanin pylowo-po-wietrznych jest raczej jednostkowym, skrajnym przypad-kiem propagacji plomienia w warunkach przemyslowych, co nie oznacza oczywiscie, ze niemozliwym do wyst^pie-nia. Wymiana ciepla z pal^cej siç czçsci chmury do jej niespalonej czçsci nie odbywa siç wtedy za pomoc^ dyfu-zji, co jest cech^ charakterystyczn^ wybuchów deflagra-cyjnych. Wymiana ciepla odbywa siç za pomoc^ skraj-nego oraz bardzo szybkiego sprçzania niespalonej czçsci mieszaniny objçtej przez falç uderzeniow^ przechodz^-c^ przy prçdkosci ponaddzwiçkowej. Szczególowy me-chanizm zaplonu oraz procesu spalania wewn^trz frontu fali detonacyjnej jest nadal przedmiotem wielu badan naukowych [2-3]. Zaplon mieszaniny pylu palnego z po-wietrzem mozna zainicjowac jedynie za pomoc^ wystar-czaj^co silnego zródla zaplonu [4],[5]. Minimalne energie zaplonu dla pylów palnych maj^ bardzo szeroki za-kres rzçdu od kilkudziesiçciu do ponad kilku tysiçcy mi-lidzuli [6]. Nalezy jednak pamiçtac, ze wartosci energii zaplonu niezbçdnych do bezposredniej inicjacji detona-
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
cji mieszanin pylowo-powietrznych sq duzo wyzsze, niz wspomniane wartosci minimalnej energii zaplonu [4],[7] i mogq zostac wygenerowane albo poprzez okreslony ladunek materialu wybuchowego, lokalny wybuch mie-szaniny gazowej lub wyladowanie wysokoenergetycznej iskry elektrycznej wewnqtrz mieszaniny, czy tez stopnio-we wytwarzanie silnego uderzenia generowanego przez turbulencje i tym samym przyspieszenie propagacji plo-mienia, az do przejscia zjawiska deflagracji w detonaj Rycina 1 obrazuje schematycznie proces przejscia z deflagracji do detonacji w mieszaninach palnych podczas ich spalania w rurach i kanalach.
Ryc. 1. Przejscie do detonacji w rurze z mieszaninq palnq [4] Fig. 1. Deflagration to detonation transition in the channel with flammable mixture [4]
Mechanizmy prowadzqce do DDT w mieszaninach pylowo-powietrznych mozna podzielic na dwie zasadni-cze grupy:
• bezposrednia inicjacja detonacji przez fal§ uderzenio-
wq,
• przejscie od spalania deflagracyjnego do detonacji na skutek procesu przyspieszenia frontu spalania, wza-jemnego oddzialywania frontu spalania i fali uderze-niowej lub frontu spalania i scianek rury, jak równiez w wyniku lokalnego wybuchu cieplnego niespalonej cz^sci mieszaniny palnej.
Pierwsza z tych grup stanowi zasadniczo proces bez-posredniej inicjacji, gdy fala uderzeniowa jest wystarcza-jqco silna do zaplonu mieszaniny palnej wraz z gwaltow-nym lqczeniem si§ frontu spalania z falq uderzeniowq, tworzqc tym samym fal§ detonacyjnq. Druga grupa me-chanizmów prowadzqcych do DDT stanowi znacznie bar-dziej zlozony problem, poniewaz zawiera zagadnienia do-tyczqce dynamiki przeplywów wielofazowych, ze szcze-gólnym uwzgl^dnieniem przeplywu turbulentnego, kine-tyki reakcji chemicznych oraz niestabilnosci na froncie fali spalania.
2. Przegl^d badan
W 1925 roku Greenwald i Wheeler [5],[13] przepro-wadzili badania eksperymentalne w zakresie propagacji plomienia dla mieszanin pylu w^gla z powietrzem w gale-rii kopalni doswiadczalnej. Galeria ta z jednej strony byla otwarta, a z drugiej strony zainstalowano zródlo zaplonu. Stwierdzono, ze podczas spalania pylu plomien przy-spieszal, az do momentu, gdy pod koniec galerii pr^dkosc propagacji ustabilizowala si§ na poziomie ok. 800 m/s. Wartosc ta jest znacznie mniejsza niz teoretyczna wartosc
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
pr^dkosci detonacji wg modelu CJ, co swiadczy o tym, ze w tym przypadku mialo miejsce spalanie deflagracyj-ne. Podobne badania dla pylu w^gla w Polsce przeprowa-dzil Cybulski w latach 50. XX wieku [14]. Wi^kszosc badan doswiadczalnych w zakresie detonacji mieszanin pylowo-powietrznych przeprowadzono w rurach i kanalach, w których pyl palny byl zazwyczaj rozpraszany w tlenie, aby zwi^kszyc reaktywnosc mieszaniny [8]. W badaniach tych zazwyczaj notowano pr^dkosci rozprzestrzeniania si§ fali spalania ok. 1500 m/s, co swiadczylo o tym, ze do-szlo do zjawiska DDT. Na rycinie 2 przedstawiono fotografie smugowe obrazujqce proces przejscia do detonacji w mieszaninie w^gla brunatnego z tlenem [12]. Tego typu „gladkie" przejscie do detonacji w mieszaninach pylowo--powietrznych odnosi si§ do okreslonych warunków brze-gowych, wsród których glównq rol§ odgrywajq rozmiary rury lub kanalu badawczego. Jesli rura badawcza b^dzie za krótka lub o zbyt malej srednicy wewn^trznej, wów-czas nastqpi jedynie zjawisko tzw. quasi-detonacji [2].
Ryc. 2. Fotografie smugowe obrazujqce proces przejscia do detonacji w mieszaninie w^gla brunatnego z tlenem. St^zenie pylu w mieszaninie: a) 280 g/m3, b) 540 g/m3, c) 1400 g/m3 [12] Fig. 2. Shadowgraph images of DDT in brown coal mixtures with oxygen. Concentrations of dust: a) 280 g/m3, b) 540 g/m3, c) 1400 g/m3 [12]
Wielu badaczy wskazalo na dowody potwierdzajq-ce zjawisko detonacji pylow palnych w kanalach o ma-lych srednicach. Na przyklad Kauffman i inni [9] zade-monstrowali, ze samopodtrzymujqca si§ fala detonacyjna moze propagowac w mieszaninach pylu owsa i pszenicy z powietrzem, wewnqtrz pionowych kanalow w warunkach laboratoryjnych, o przekroju 6,35 cm x 6,35 cm i dlugosci 6 m. Pyl zostal wprowadzony do rury o masie wystarczajqcej do osiqgni^cia pozqdanego st^zenia pylu podczas grawitacyjnego osadzania si§ pylu na dnie rury. Wybuch pylu zostal zainicjowany poprzez lokalny wybuch mieszaniny wodoru z tlenem na poczqtku rury. Przy st^zeniu pylu owsa o wartosci 250-270 g/m3 (lekko po-nizej stechiometrycznego) zmierzona pr^dkosc propagacji fali detonacyjnej wyniosla 1540 m/s, co stanowi niz-szq wartosc niz teoretyczna pr^dkosc detonacji wg teorii Chapman-Jouguet [2], przy st^zeniu stechiometrycznym, wynoszqca 1800 m/s. Jest to jednak wartosc, ktorej si§ spodziewano, z uwagi na fakt, iz nieuchronne straty energii w rzeczywistej detonacji pylu spowodowaly powsta-nie realnej pr^dkosci frontu fali detonacyjnej, ktora, jak juz wczesniej wspomniano, jest nizsza niz wartosc teoretyczna. Najwyzszy zmierzony skok cisnienia wyniosl okolo 24 bar, co stanowi przyblizonq wartosc teoretycz-nego cisnienia wg teorii CJ przy st^zeniu stechiometrycznym, rownq 22,4 bar. Kauffman i inni [9] prowadzili row-
niez badania w zakresie gornej i dolnej granicy detona-cji mieszanin pylu owsa z powietrzem, w rurach w skali laboratoryjnej. Odkryli, ze detonaj mozna zainicjowac za pomoc^ bardzo silnego zrodla zaplonu, przy w^skim zakresie st^zenia, w przyblizeniu 200-450 g/m3. Gardner i inni [10] dostarczyli nast^pnie rozstrzygaj^ce dane doswiadczalne na temat zjawiska detonacji w mieszani-nach zawieraj^cych cz^sci lotne pylu w^glowego z powietrzem. Stwierdzono, ze przejscie do detonacji w mie-szaninach pylowo-powietrznych moze byc powodem tur-bulentnego przyspieszenia plomienia. Gardner [10] prze-prowadzil swoje badania doswiadczalne w komorze spa-lania o pojemnosci 20 m3 przyl^czonej do cylindrycznej rury testowej o dlugosci 42 m i srednicy 0,6 m, ktorej jeden koniec byl otwarty. Aby rozpocz^c doswiadczenie, wdmuchni^to powietrze o obj^tosciowym nat^zeniu prze-plywu, daj^cym usrednion^ pr^dkosc przeplywu w rurze rown^ 20-30 m/s. Wowczas pyl zostal doprowadzony do strumienia przeplywaj^cego powietrza tuz przy komorze spalania, aby osi^gn^c zalozone st^zenie pylu w zakresie od 30 g/m3 do 850 g/m3, zarowno w komorze, jak i w rurze testowej. Mieszaniny pylu inicjowano w komorze za pomoc^ plomienia strumieniowego lub zapalnika chemicznego. Najwiykszy skok wartosci cisnienia, kto-ry odnotowano, wyniosl 81 bar(g), zmierzony w miejscu rury, gdzie powstalo zjawisko DDT. Potwierdza to ogolne zalozenie, ze przy DDT zawsze bydzie istniala sytuacja, w ktorej fala detonacyjna osi^gnie wiyksze wartosci niz te spelniaj^ce teoretyczne zalozenia warunkow wg teorii CJ. Podczas tego przejsciowego okresu cisnienie detonacji moze przekroczyc wartosci teoretycznego cisnienia CJ.
Wolanski i inni [15] przeprowadzili badania doswiadczalne oraz obliczenia numeryczne, w ktorych dokonali szczegolowej analizy struktury fali detonacyjnej dla mieszanin pylowych oraz opracowali model numeryczny do szacowania strefy reakcji frontu fali detonacyjnej, przy uwzglydnieniu zarowno efektu przeplywu dwufazowego, jak i strat ciepla na sciankach rury badawczej. Zalozono w tym modelu, ze przeplyw w strefie reakcji jest jednowy-miarowy oraz ustalony, a cz^stki pylu bior^ce udzial w reakcji spalania s^ w ksztalcie sferycznym, o tej samej tem-peraturze oraz w otoczeniu tego samego gazu. Zaadapto-wano rowniez uproszczony model spalania pylu, przy za-lozeniu heterogenicznej reakcji spalania. Na tej podstawie dokonano obliczen w zakresie prydkosci fali detonacyjnej dla wybranych pylow palnych, ktore okazaly siy byc zblizone do wynikow eksperymentow. Kulikovskii [16] zbadal obecnosc zbieznych sferycznych i cylindrycznych fal detonacyjnych w mieszaninach pylowych. Na podsta-wie jego analizy teoretycznej stwierdzono, ze stosunek dwoch bezwymiarowych parametrow okresla wplyw cz^-stek pylu na struktur^ fali detonacyjnej. Pierwszym z tych parametrow jest stosunek objytosci cz^stek pylu w mie-szaninie do calkowitej objytosci mieszaniny, a drugi pa-rametr to stopien zakrzywienia cylindrycznej lub sferycz-nej fali detonacyjnej. Jesli pierwszy parametr jest mniej-szy niz drugi, wowczas cz^stki pylu byd^ mialy znikomy wplyw na struktur^ fali detonacyjnej.
Zhang [17] przeprowadzil badania doswiadczalne w zakresie propagacji fali detonacyjnej w poziomej rurze
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
0 srednicy wewnytrznej 140 mm i dlugosci 17,4 m dla ste-chiometrycznej mieszaniny skrobii kukurydzianej z tle-nem. Dla warunkow cisnienia pocz^tkowego 1 bar Zhang zaobserwowal zjawisko detonacji dla zakresu st^zen pylu w mieszaninie od 300 g/m3 do 9000 g/m3. Najwiyksz^ pr^dkosc detonacji rown^ 1988 m/s odnotowano dla sty-zenia pylu 2000 g/m3, a najwyzsze cisnienie wynosz^-ce 66,9 bar dla styzenia 3000 g/m3. W swoich badaniach Zhang doszedl do wniosku, ze zjawisko ustalonej detonacji pylowej nie powinno byc porownywane do klasycz-nego ujycia detonacji wg modelu CJ, przede wszystkim z uwagi na zbyt dlugi calkowity czas reakcji spalania pylu, co zasadniczo wplywa na zaleznosc propagacji de-tonacji od aparatury badawczej. Wojcicki i Teodorczyk [18] zbadali doswiadczalnie zjawisko detonacji w mie-szaninach pylu wyglowego z tlenem. Badania te przepro-wadzono w pionowym kanale o przekroju 50 x 50 mm
1 dlugosci 3,6 m. Przednia sciana kanalu badawczego wy-konana byla ze szkla organicznego, co umozliwilo wyko-nanie fotografii w trakcie propagacji fali spalania. Jako zrodlo zaplonu zastosowano swiecy zaplonow^ zasilan^ z baterii kondensatorow. Podczas eksperymentow re-jestrowano zmiany prydkosci propagacji fali spalania oraz towarzysz^ce im zmiany cisnienia i temperatury, przy uzyciu czujnikow pomiarowych wzdluz kanalu, jak rowniez szybkiej kamery bybnowej. Odnotowali oni, ze w badanych mieszaninach fala spalania w miary rozprze-strzeniania siy wzdluz kanalu przyspieszala, ostatecznie prowadz^c do powstania fali detonacyjnej, propaguj^cej z prydkosci^ ok. 1800-2200 m/s. Stwierdzili oni, ze pryd-kosc fali spalania w dowolnym punkcie jej toru stano-wi sumy prydkosci fali wzglydem mieszaniny i prydko-sci mieszaniny, w ktorej fala siy rozprzestrzeniala. Znaj^c tor fali spalania i tor fali prostej w punkcie ich przeciycia, wyznaczyli oni prydkosc propagacji fali spalania wzgly-dem mieszaniny palnej, co przedstawiono na rycinie 3.
Ryc. 3. Proces propagacji fali spalania i towarzyszqce mu zmiany cisnienia w mieszaninie pylu w^gla z tlenem [18] Fig. 3. Blast wave propagation process and associated pressure changes in coal-oxygen mixture [18]
Kauffman, Nicholls i Wolanski [19] przeprowadzili badania eksperymentalne w zakresie detonacji w mieszaninach kilku rodzajow pylow z powietrzem w pionowej rurze detonacyjnej o dlugosci 6000 mm i srednicy we-wnytrznej 63,5 mm. Zbadano ok. 10 rodzajow roznych
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
pylów, w tym miçdzy innymi pyl owsa, pszenicy, wçgla, soi, kukurydzy oraz mqki. Mieszaninç pylowq wytwa-rzano poprzez zasypywanie rury przez podajnik w gór-nej czçsci rury. Pyl podawany byl za pomocq podajni-ka slimakowego o regulowanej prçdkosci obrotowej, co umozliwialo otrzymywanie okreslonych stçzen mieszaniny. Jako zródlo zaplonu stosowano detonacjç mieszaniny wodorowo-tlenowej w sekcji napçdzajqcej rury, co po-wodowalo powstanie silnej fali uderzeniowej inicjujqcej detonacjç mieszaniny pylowej w sekcji testowej. Prçdkosc fali spalania mierzono za pomocq czujników cisnienia rozmieszczonych wzdluz rury, jak równiez wykonano laserowe fotografie smugowe zjawiska detonacji. Na ry-cinie 4 przedstawiono przykladowq fotografiç smugowq zarejestrowanq podczas zjawiska detonacji w mieszaninie pylu owsa z powietrzem. Na fotografii tej widac proces rozbijania przez falç uderzeniowq aglomeracji pylu oraz zaplon i spalanie mieszaniny pylowo-powietrznej. Pod-czas tych badan zauwazono, ze na skutek wzbogacania powietrza tlenem prçdkosci oraz cisnienia towarzyszqce detonacji znacznie siç zwiçkszaly, a zmniejszala siç jed-noczesnie droga rozbicia aglomeracji pylowych oraz czas opóznienia zaplonu. Ponadto stwierdzono, ze zakres spa-lania detonacyjnego dla mieszanin pylów owsa i pszenicy z powietrzem jest bardzo wqski. W przypadku pylu owsa z powietrzem detonacja byla mozliwa jedynie w zakresie stçzen pylu od 0,22 do 0,275 kg/m3, podczas gdy dla pylu pszenicy zakres ten wynosi od 0,25 do 0,305 kg/m3. Dla obydwu mieszanin pylowo-powietrznych prçdkosci detonacji wynoszq ok. 1500 m/s. W mieszaninach tych pylów wzbogaconych w tlen zarówno zakresy granic detonacji, jak i prçdkosci detonacji zwiçkszajq siç.
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
Interesujqce badania w zakresie detonacji miesza-nin pylowo-powietrznych przeprowadzil Lebecki i jego wspólpracownicy [20],[21]. Wykonano eksperymenty do-tyczqce propagacji wybuchu pylu w galerii podziemnej o dlugosci 400 m i przekroju o powierzchni 7,5 m2 dla mieszanin pylu zboza z powietrzem. Jako zródlo zaplonu w badaniach wykorzystano lokalny wybuch stechiome-trycznej mieszaniny metanowo-powietrznej przy objçto-sci 25 m3 na poczqtku galerii. Testowane mieszaniny pylo-wo-powietrzne mialy stçzenia równe i00, i50 i 200 g/m3. W przypadku mieszaniny pylu zboza z powietrzem o stç-zeniu 200 g/m3 odnotowano przejscie do detonacji w od-leglosci ok. 200 m od zródla zaplonu. Zmierzona prçdkosc fali detonacyjnej wynosila 2000 m/s. Wiele lat pracy nad badaniami detonacji mieszanin pylowo-powietrznych poswiçcono zachowaniu siç pylu aluminium. W literatu-rze przedmiotu [4],[5] znajdujq siç analizy dotyczqce badan detonacji pylu aluminium przy uzyciu zaplonu o du-zej energii w rurach o malych srednicach i dlugosciach. Wyniki rozkladu prçdkosci fali detonacyjnej charaktery-zujq siç znacznym rozrzutem. Spowodowane jest to zasto-sowaniem czqstek pylu aluminium o zróznicowanej geo-metrii i wymiarach. W innych badaniach Borisov [4] za-stosowal dwa rodzaje pylu aluminium, w ksztalcie kulek o srednicy i ^m i platków o wymiarach 10 x 10 x i ^m. W tym przypadku obserwowano zbieznosc w zakresach prçdkosci fali detonacji w badanej rurze o srednicy we-wnçtrznej 0,122 m i dlugosci 4,2 m (stosunek dlugosci do srednicy wynosi 34), przy zastosowaniu silnego zródla inicjacji detonacji. Jego badania wskazujq, ze znacz-ny wplyw na prçdkosc detonacji pylu aluminium majq wymiary i ksztalt czqstek pylu. Do obserwacji zjawiska przejscia od spalania deflagracyjnego do detonacji i sa-
Ryc. 4. Fotografia smugowa zjawiska detonacji w mieszaninie pylu owsa z powietrzem. Zmierzona prçdkosc detonacji to 1450 m/s, przy stçzeniu pylu w mieszaninie 275 g/m3. Maksymalne cisnienie fali uderzeniowej to 2,6 MPa. a): przebiegi cisnienia w trzech
punktach pomiarowych wzdluz rury, b) przebieg cisnienia na podstawie drugiego czujnika pomiarowego [19] Fig. 4. Shadowgraph image of detonation phenomenon in dust-air mixture. Detonation velocity was recorded as 1450 m/s at dust concentration of 275 g/m3. Maximum shock wave pressure was 2,6 MPa, a) pressure profiles in three measuring points along the
tube, b) pressure profile from the second gauge [19]
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
mopodtrzymania detonacji w rurach zastosowano zrodla zaplonu o niskiej energii inicjacji. Eksperymenty ma-j^ce na celu wyjasnienie zjawisk zwi^zanych z DDT, w ktorych zastosowano zrodla zaplonu o niskiej energii, daj^ mozliwosc obserwacji reakcji zachodz^cych na po-wierzchni cz^stek pylu.
Zhang i Grönig [22] przeprowadzili badania doswiad-czalne w zakresie przejscia do detonacji w mieszaninach pylu aluminium z powietrzem ze slabym zrodlem zaplo-nu w postaci pirotechnicznego ladunku o energii 300 J, w rurze detonacyjnej o srednicy 0,3 m. Jako pyl zastosowano platki aluminium o grubosci ok. 1 ^m i wymiarach 36 x 35 ^m. Z uwagi na to, ze wartosc wspolczynnika Kst dla aluminium jest ok. 1,3 razy wiyksza niz dla substan-cji o nazwie antrachinon, mozna przypuszczac, ze zjawi-sko DDT w przypadku pylu aluminium zostanie osi^gniy-te szybciej. Rycina 5 pokazuje rozklad cisnienia podczas DDT oraz fali plomienia dla mieszanin pylu aluminium i powietrza o styzeniu paliwa 500 g/m3, przy cisnieniu po-cz^tkowym 1 bar.
>
■o
£
5
i
flj
[j
c □
120
™ 1QO ■ a
■ft so
■Ö
o
40
40 ■
?0 -
0
L:
l' L L:
J v.
K
11 X
i
Front ptomfenia
Flame from
—
4
■XI
"c
•V
O 10 SO 30 JO 60 (O 70 Czas Time [ms]
Ryc. 5. Przejscie do detonacji dla pylu aluminium o wymiarach 36 x 36 x 1 ^m [22] Fig. 5. Transition to detonation in aluminum dust of 36 x 36 x 1 ^m [22]
Na rycinie 6 przedstawiono rozklad prydkosci roz-przestrzeniania siy fali uderzeniowej oraz frontu plomienia w funkcji odleglosci od pocz^tku rury detonacyjnej.
Uformowanie siy fali detonacyjnej charakteryzowa-ne jest poprzez Liczby Macha oraz zmiany przyspieszenia czola plomienia, co pokazano na rycinach 5 i 6. Tak zwa-na stabilna detonacja osi^ga maksymaln^ prydkosc czola plomienia pomiydzy 50-55 bezwymiarowej odleglosci x/d rury oraz wartosc nadcisnienia rzydu 66 bar. Nalezy zauwazyc, ze okreslony wyzej dystans jest najkrotszym odcinkiem, na ktorym dochodzi do przejscia deflagracji w detonacjy dla pylu aluminium przy uzyciu zrodla za-
plonu o energii 300 J. W takich samych warunkach pro-wadzono takze badania pylu aluminium o nizszej koncen-tracji w powietrzu, wynosz^cej 200 g/m3. W takich warunkach w procesie DDT nadal mozna wyodrybnic reak-cjy stopnia spryzania i reakcjy tworzenia fali uderzeniowej, ktor^ identyfikuje siy poprzez tworzenie krytycznej fali uderzeniowej w odleglosci bezwymiarowej x/d>100 oraz poprzez szybki wzrost fali plomienia w poblizu x/d=100. Na rycinie 7 przedstawiono rozklad cisnienia podczas DDT oraz fali plomienia dla mieszanin pylu aluminium i powietrza o styzeniu 200 g/m3 przy cisnieniu po-cz^tkowym rownym 1 bar.
3ooo
S t500
aoa
■iO GO SO TOO T2C Odlegtosc Disiarce x/ci
Ryc. 6. Rozklad prydkosci propagacji frontu plomienia i fali uderzeniowej w funkcji odleglosci od poczqtku rury
detonacyjnej [22] Fig. 6. Distribution of flame and shock wave propagation velocity vs. distance from beginning of the tube [22]
120
30
JP 60
-H
o
40
30
v.
v.
v
t
Front p+omienia !
F feline from
: / __
/
/ _,
/
—,—,—,———,—,—,-.-,—-. I 1
■c
I
Q £
50
100
Czas
150 lime JmsJ
Ryc. 7. Proces DDT dla styzenia pylu aluminium 200 g/m3 [22] Fig. 7. DDT process in aluminium dust at concentration of 200 g/m3 [22]
Pierwsza wzmocniona fala spryzania powstaje na od-cinku 0 < x/d < 50, na ktorym jednoczesnie stale przyspie-sza front plomienia, powstaj^cy tuz za fal^ czola spryza-nego osrodka. Skutkiem tego jest utworzenie wyraznego przyrostu fali cisnienia w odleglosci x/d~52. Druga fala
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
kompresji, wzmocniona przez energiy wywi^zan^ przez tworz^ siy faly plomienia, okresla siy w przedziale od-leglosci 50 < x/d < 105. Podobne zachowanie zaobserwo-wane zostalo w mieszaninie pylu kukurydzianego z tle-nem przy cisnieniu pocz^tkowym 1 bar o srednicy rury 0,14 m. W badanych procesach DDT, w mieszaninach pylu aluminium z powietrzem, pierwsza fala kompresji rozwija siy lagodnie w faly cisnienia byd^c^ prekursorem dalszych reakcji, powodowanych poprzez wolno przy-spieszan^ faly plomienia (prydkosc ok. 230 m/s) na od-cinku ok. 10 m. Nastypnie, gdy fala utworzy stabiln^ dru-g3 faly kompresji, to bydzie ona stale przyspieszana poprzez front plomienia. Spowoduje to utworzenie tzw. dru-giej fali kompresji, której prydkosc propagacji osi^gnie krytyczn^ Liczby Macha dla danego osrodka. Doprowa-dzi to do sytuacji, w której wyst^pi zjawisko tzw. detona-cji stabilnej na koncowych odcinkach rury. Wyniki tych eksperymentów [11] w zakresie prydkosci detonacji pylu aluminium przedstawiono na rycinie 8.
200 4C0 600 300 Aluminum Oust Çonconlfatlon gfm1
Stçzenie pytu aluminium
Ryc. 8. DDT pylu aluminium w mieszaninie z powietrzem przy poczqtkowym cisnieniu 1 bar [22] Fig. 8. DDT in aluminium-air mixture at initial pressure of 1 bar [22]
Zhang i Grönig [22] prowadzili swoje badania do-swiadczalne w zakresie ujednoliconych rozmiarow po-jedynczych cz^stek pylu aluminium. Dla okreslonych rozmiarow cz^stek, prydkosci detonacji byly zblizone. Swiadczyc to moze o tym, ze zjawisko detonacji jest sci-sle zwi^zane z wielkosci^ cz^stek pylu. Dalsze badania tego zjawiska wykazuj^, ze ponizej pewnego graniczne-go wymiaru cz^steczek pylu parametrem fizycznym wa-runkuj^cym prydkosc detonacji jest cieplo spalania aluminium. Z kolei Gelfand i inni [23] przeprowadzili badania eksperymentalne w zakresie okreslenia minimalnej krytycznej srednicy rury niezbydnej do propagacji detonacji w mieszaninach pylu aluminium z powietrzem. Dla badanych zakresow aluminium odnotowali oni wartosc w zakresie 0,04-0,055 m jako minimaln^ krytyczn^ srednicy rury. Do tej pory istnieje jednak duzy brak wiedzy w zakresie tego parametru dla pozostalych mieszanin py-lowo-powietrznych. Tulis i inni [24] zbadali doswiadczal-nie struktury komorkow^ fali detonacyjnej dla mieszanin pylu aluminium z powietrzem. Okreslono wowczas, ze rozmiar cz^stek pylu oraz ich ksztalt ma znacz^cy wplyw
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
na rozmiar komórki detonacji. Podobne prace przeprowa-dzil równiez Zhang i inni [25], w których zbadano do-swiadczalnie wplyw cisnienia poc/atkowcgo na komór-kow a struktury fali detonacyjnej dla mieszanin pylu aluminium z powietrzem w rurze o dlugosci 13 m i srednicy 80 mm. W celu zbadania wplywu rozmiara c/astck pylu aluminium na parametry detonacji wykorzystano w tych badaniach specjalny mikromierz wraz z opr/yr/ado-waniem cyfrowym. Na rycinie 9 przedstawiono mikro-mctnc/na fotografiy cyfrow^ c/astck pylu aluminium о srednicy ok. 2 цт.
Ryc. 9. Mikrometryczne fotografie czqstek pylu aluminium
o srednicy ok. 2 ^m [25] Fig. 9. Micrometric image of aluminium dust particles with diameter about 2 ^m [25]
Zhang i Gronig [22] odkryli rowniez, ze dla mieszani-ny pylu skrobi kukurydzianej z tlenem, przy styzeniu pa-liwa 440 g/m3, srednia szerokosc komorki detonacji wy-niosla ok. 0,5 m, a jej dlugosc ok. 0,77 m. Zmierzona pod-czas tych badan prydkosc detonacji wyniosla 1895 m/s. Na podstawie tych badan stwierdzono ponadto, ze w przy-padku detonacji mieszanin pylu skrobi kukurydzianej z powietrzem krytyczna srednica rury wynosi 0,1 m. Na rycinie 10 przedstawiono fotografiy z zarejestrowan^ struktury komorkow^ fali detonacyjnej dla mieszaniny pylu skrobi kukurydzianej z tlenem.
Ryc. 10. Fotografia struktury komôrkowej fali detonacyjnej dla mieszaniny pylu skrobi kukurydzianej z tlenem o stçzeniu 440 g/m3 [22]
Fig. 10. Cellular structure of detonation wave in cornstarch and oxygen mixture at concentration of 440 g/m3 [22]
Klemens [21] przeprowadzil interesujqce badania do-swiadczalne w zakresie mechanizmu propagacji plomie-nia w mieszaninach pylowo-powietrznych. Eksperymen-ty przeprowadzono dla mieszanin pylu zboza z powie-trzem w pionowym kanale o dlugosci 1,2 m z jednym koncem otwartym. W gornej czçsci kanalu zamontowano dwa okna wziernikowe o wymiarach 0,08 x 0,08 m. Pod-czas badan rejestrowano prçdkosc propagacji fali, struk-turç plomienia oraz temperaturç. Podczas tych badan za-obserwowano, ze proces propagacji plomienia w miesza-ninach pylowo-powietrznych jest zblizony do gazow. Za-uwazono, ze wartosc temperatury w strefie spalania zmie-nia siç, osiqgajqc roznicç o wartosci nawet do 1000 K. Takie roznice temperatur w plomieniu sq zazwyczaj cha-rakterystyczne dla spalania turbulentnego. Zauwazono, ze w przypadku plomieni pylowych fluktuacje temperatury sq bardziej intensywne w poblizu scianek kanalu. Po-miar temperatury na froncie plomienia moze posluzyc do szacowania grubosci frontu plomienia, ktora w odniesie-niu do mieszanin pylowych jest okolo piçc razy wiçksza, niz w przypadku gazow. Na rycinie 11 pokazano fotografie smugowe obrazujqce front plomienia podczas spalania mieszaniny pylu owsa z powietrzem o stçzeniu pali-wa 300 g/m3.
03 104 125 106 167 IBS 209 239ms
Ryc. 11. Fotografia smugowa frontu plomienia podczas spalania mieszaniny pylu owsa z powietrzem, o stçzeniu paliwa 300 g/m3 [21]
Fig. 11. Shadowgraph image of the flame front in oat-air mixture at fuel concentration of 300 g/m3 [21]
Klemens i inni [26] przeprowadzili rowniez interesujqce badania eksperymentalne w zakresie detonacji mieszanin pylow organicznych w obecnosci substancji inerty-zujqcych. Testow dokonano w pionowej rurze detonacyj-nej o srednicy wewnçtrznej 80 mm i dlugosci 4500 mm. Proces propagacji plomienia monitorowano za pomo-cq fotografii smugowej, a poza tym mierzono cisnienie oraz temperaturç na froncie plomienia. W ostatnich la-tach interesujqcq pracç doswiadczalnq w zakresie przej-scia do detonacji w mieszaninach pylu aluminium zaini-cjowanej od slabego zrodla zaplonu przeprowadzili Liu i inni [27], wykorzystujqc do tego poziomq rurç o dlugosci 29,6 m i srednicy 199 mm. Zastosowane do badan zrodlo zaplonu w postaci iskry elektrycznej mialo energiç rownq 40 J, a podczas testow obserwowano przyspieszanie plomienia w mieszaninie aluminium z powietrzem, przejscie do detonacji i w konsekwencji komorkowq strukturç fali detonacyjnej. Zmierzone prçdkosci fali detonacyjnej byly
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
w zakresie od 1480 m/s do 1820 m/s, a cisnienia detonacji oscylowaly pomi^dzy 40 bar a 102 bar.
3. Podsumowanie i wnioski
Pomimo ze badania detonacji w mieszaninach pylowych prowadzone sq juz od wielu lat przez czolowe osrodki naukowe na swiecie, to w dalszym ciqgu istnie-je potrzeba poznania podstawowych parametrow oraz za-leznosci majqcych wplyw na to zjawisko. Szczegolnie istotne z praktycznego punktu widzenia bezpieczenstwa w przemysle wydaje si§ bye opracowanie bazy danych o parametrach detonacji w mieszaninach pylowych, takich jak przede wszystkim szerokose komorki detonacji, granice detonacji, pr^dkosci detonacji, odleglosci roz-biegowe do DDT, jak rowniez krytyczny rozmiar czqstek pylu, w ktorych mozliwe byloby przejscie od spalania de-flagracyjnego do detonacji w mieszaninach pylowych. Obliczenia pr^dkosci detonacji oraz towarzyszqcego cisnienia fali uderzeniowej wydajq si§ bye skomplikowa-nym problemem naukowym, w przeciwienstwie do sto-sunkowo prostych modeli CJ i ZND dla mieszanin ga-zowych. Rozwiqzanie opisanych w tym artykule proble-mow badawczych stanowie b^dzie zapewne wyznacznik dalszych prac naukowych w zakresie zjawiska detonacji w mieszaninach pylowych. Waznym rowniez elementem tych badan b^dzie opracowanie oraz zwalidowanie kodu numerycznego umozliwiajqcego symulacje skutkow wy-buchow pylowych, w tym detonacji, w warunkach prze-myslowych na potrzeby doboru odpowiednich systemow zabezpieczen przed wybuchem.
Publikacja powstala w ramach realizacji projektu rozwojowe-go D0BR-BI04/052/13073/2013 pt. „Innowacyjne technologie zabezpieczen przed wybuchem, w tym obiektow szczegolnie chronionych", finansowanego przez Narodowe Centrum Badan i Rozwoju.
Literatura
1. Law C.K., Combustion physics, Cambridge University Press, Cambridge 2006.
2. Lee J.H.S., The detonation phenomenon, Cambridge University Press, Cambridge 2008.
3. Nettleton M.A., Gaseous detonations: their nature, effects and control, Chapman and Hall Ltd., London 1987.
4. Mannan S. (red.), Lee s Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 2, Third Edition, Elsevier, Oxford, UK 2005.
5. Eckhoff R.K., Dust explosion in the process industries, Gulf Professional Publishing, Boston 2003.
6. Babrauskas V., Ignition handbook, SFPE, 2003.
7. Lee J.H.S., Zhang F., Knystautas R., Propagation mechanisms of combustion waves in dust-air mixtures, „Powder Technology", Vol. 71, Issue 2, 1992, pp. 153-162.
8. Proust Ch., Dust explosions in pipes: an overview, „Journal of Loss Prevention in the Process Industries", Vol. 9, Issue 4, 1996, pp. 267-277.
9. Kauffman C.W., Wolanski P., Arisoy A., Dust, hybrid and dusty detonations, [w:] Dynamics of Shock Waves, Explosions, and Detonations. Progress in Astronautics and Aeronautics, R. I. Soloukhin; A. K. Oppenheim; N. Manson; J. R. Bowen (red.), New York 1985.
10. Gardner B.R., Winter R.J., and Moore M.J., Explosion De-velopmentand deflagration-to-detonation transition in coal dust/air suspensions, „Proceedings of 21 International Symposium on Combustion", Volume 21, Issue 1, pp. 335-343, 1988.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ
11. Shepherd J.E., Lee J.H.S., On the transition from deflagration to detonation, [w:] Major Research Topics in Combustion, M. Y. Hussaini, A. Kumar, R. G. Voigt (red.), Springer, New York 1992, 439-487.
12. Wolanski P., Deflagration and detonation combustion of dust mixtures, [w:] Dynamics of Deflagrations and Reactive Systems: Heterogeneous Combustion. Progress in Astronautics and Aeronautics, A. A. Borisov, A. L. Kuhl, W. A. Siri-gnano, J. C. Leyer (red.), Vol. 132, New York 1991, 3-31.
13. Greenwald H.P., Wheeler R.V., Coal dust explosions - The effect of release ofpressure on their development, „Safety in Mines Research Board", Paper no. 14, 1925, pp. 3-12.
14. Cybulski W., Explosibility of coal dust of very high fineness, [w:] Proceedings of 7 International Conference of Directors of Safety of Mines Research, H.F. Coward (red.), Dortmund 1952.
15. Wolanski P., Lee D., Sichel M., The structure of dust detonations, [w:] Dynamics of Shock Waves, Explosions, and Detonations. Progress in Astronautics and Aeronautics, R. I. Soloukhin; A. K. Oppenheim; N. Manson; J. R. Bowen (red.), Vol. 94, New York 1985, 241-263.
16. Kulikovskii V.A., Existence of convergent Chapman-Jougu-et detonation waves in dust-laden gas, „Combustion, Explosion and Shock Waves", Vol. 23, Issue 1, 1987, pp. 31-36.
17. Zhang F., Phanomene von Wellen in Medien, Part II: Stabile Detonationen in einer Zweiphasenstromung aus reaktiven Teilchen und Gas, Rozprawa doktorska, Technical University of Aachen, Germany 1989.
18. Wojcicki S., Teodorczyk A., Detonacja mieszaninypylowo--powietrznej, Pierwsza Krajowa Szkola Wybuchowosci Pylow Przemyslowych, Karpacz 1978.
19. Kaufman C.W., Nicholls J.A., Wolanski P., Detonacja w mieszaninach pylowo-powietrznych, Druga Krajowa Szkola Wybuchowosci Pylow Przemyslowych, Cz^stochowa 1980.
20. Lebecki K., Zagrozenia pylowe w gornictwie, Glowny In-stytut Gornictwa, Katowice 2004.
21. Wolanski P. (red.), Grain dust explosion and control - Final report, Project no. PL-ARS-135, Warszawa 1993.
22. Zhang F., Gronig H., DDT and detonation waves in dust-air mixtures, „Shock Waves", Vol. 11, Issue 1, 2001, pp. 53-71.
23. Gelfand B.S., Medvedev A., Polenov. A., Bartenev A., Shock waves from expansion of burning dust clouds, „Combustion,
DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.9
Explosion and Shock Waves", Vol. 26, Issue 3, 1990, pp. 329-334.
24. Tulis A.J., Sumida W.K., Heberlein D.C., Detonation tube studies ofparticle size and RDX sensitization of aluminium powder-air with regard to spinning and/or multiple front detonations, [w:] Proceedings of the Fifth International Colloquium on Dust Explosions, Wolanski P. (red.), Oficyna Wydawn. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1993.
25. Zhang F., Murray S.B., Gerrard K.B., Aluminum particles-air detonation at elevated pressures, „Shock Waves", Vol. 15, Issue 5, 2006, pp. 313-324.
26. Klemens R., Kapuscinski M., Wolinski M., Wolanski P., Sichel M., Investigation of organic dust detonation in the presence of chemically inert particles, „Combustion and Flame", Vol. 99, Issues 3-4, 1994, pp. 742-748.
27. Liu Q., Li X., Bai C., Deflagration to detonation transition in aluminum dust-air mixture under weak ignition condition, „Combustion and Flame", Vol. 156, Issue 4, 2009, pp. 914921.
28. Liu Q., Bai C., Jiang L., Dai W., Deflagration to detonation transition in nitromethane mist-aluminum dust-air mixture, „Combustion and Flame", Vol. 157, Issue 1, 2010, pp. 106117.
dr inz. Ratal Porowski - absolwent Szkoly Glownej Sluzby Pozarniczej w Warszawie. W roku 2010 ukonczyl studia doktoranckie na Wydziale Mechanicznym, Energe-tyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej. Temat roz-prawy doktorskiej dotyczyl badan doswiadczalnych i sy-mulacji numerycznych przejscia do detonacji w mieszaninach gazowych. W latach 2009-2010 w ramach sty-pendium Fulbrighta pracowal w California Institute of Technology, gdzie w Explosion Dynamics Laboratory zajmowal siç badaniami doswiadczalnymi propagacji fal uderzeniowych oraz detonacji w mieszaninach heteroge-nicznych. Obecnie pracuje w Zespole Laboratoriow Pro-cesow Spalania i Wybuchowosci w CNBOP-PIB w Joze-fowie.
