CC BY
0
ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ/FIRE AND EXPLOSION SAFETY. 2022. Т. 31. № 5. С. 6-13 POZHAROVZRYVOBEZOPASNOST/FIRE AND EXPLOSION SAFETY. 2022; 31(5):6-13
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ/RESEARCH PAPER
УДК 614.841.4
https://doi.org/10.2 2 2 27/08 69-74 93.2 0 2 2.31.05.6-13
Влияние дисперсности частиц на динамику горения алюминия в 1-м3 камере
Николай Львович Полетаев ^
Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, Московская обл., г. Балашиха, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение. Результаты стандартного исследования взрывоопасности аэровзвесей алюминия (АВА) могут способствовать развитию физики горения АВА. В частности, комплекс сведений о полидисперсности и значениях бедного предела турбулентного горения АВА в камере объемом V = 1 м3 позволил определить максимальный размер частиц взрывоопасной фракции полидисперсного образца drm,t и 40-50 мкм (Полетаев, 2014). В настоящей работе устанавливается связь между динамикой горения АВА в 1-м3 камере и дисперсностью частиц. Дисперсность частиц образца описывается среднемассовым размером частиц его взрывоопасной фракции (d50) в отличие от работ других исследователей, которые используют средне-массовый размер всех частиц (d50).
Исходные данные. Использовались известные сведения о дисперсности и параметрах взрыва 15 образцов алюминия, исследованных в 1-м3 камере. Необходимые для расчета d50, непрерывные функции распределения частиц по размерам представлялись распределениями Розина - Раммлера, заполняющими промежутки между дискретными данными ситового анализа образцов.
Динамика горения. Динамика турбулентного горения АВА в 1-м3 камере представлена максимальной скоростью выгорания аэровзвеси Ub. Расчет Ub производили по формуле (Kumar, 1992), предназначенной для газовоздушных смесей, путем подстановки в эту формулу параметров взрыва АВА. Результат работы и его обсуждение. Приведен график зависимости комплекса d50 Ub от d50. Усредненное значение комплекса (и 33 мкмм/с) постоянно в диапазоне 10 < d50 < 35 мкм. Последнее свойственно для произведения размера частиц на нормальную скорость ламинарного пламени в АВА (Ben Moussa, 2017) и говорит о подобии влияния дисперсности частиц на динамику турбулентного и ламинарного горения АВА. Выводы. Дисперсность взрывоопасного полидисперсного образца алюминия определяется средним размером частиц взрывоопасной фракции образца d50. Подобие закономерностей горения указывает на связь механизмов распространения ламинарного и турбулентного пламени в АВА.
Ключевые слова: пыль алюминия; взрывоопасная фракция; полидисперсность; турбулентность; ламинарное горение
Для цитирования: Полетаев Н.Л. Влияние дисперсности частиц на динамику горения алюминия в 1-м3 камере // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2022. Т. 31. № 5. С. 6-13. DOI: 10.22227/0869-7493.2022.31.05.6-13
ЕЗ Полетаев Николай Львович, e-mail: [email protected]
Particle size influence on the aluminum combustion dynamics in 1-m3 chamber
Nikolay L. Poletaev ^
All-Russian Research Institute for Fire Protection of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Balashikha, Moscow Region, Russian Federation
ABSTRACT
Introduction. The results of a standard study of the explosibility of aluminum air suspensions (AAS) can contribute to the development of AAS combustion physics. In particular, a complex of information about the polydis-persity and of the AAS low explosion limit values in a 1-m3 chamber made it possible to determine the maximum particle size of the explosive fraction of a polydisperse sample d*m,t и 40-50 |_im (Poletaev, 2014). In the present work, a relationship is established between the AAS combustion dynamics in a 1-m3 chamber and particle dis-
6
© Полетаев Н.Л., 2022
persion. The dispersity of sample particles is described by the mass-average particle size of its explosive fraction (d50), in contrast to the works of other researchers who use the mass-average size of all particles (d50). Initial data. Known information about the dispersity and explosion parameters of 15 aluminum samples studied in a 1-m3 chamber was used. The continuous particle size distribution functions necessary for calculating d50 were represented by the Rosin - Rammler distributions filling the gaps between the discrete data of the sieve analysis of the samples.
Combustion dynamics. The dynamics of AAS turbulent combustion in a 1-m3 chamber is represented by the maximum air suspension burn-up rate Ub. Ub was calculated using the formula (Kumar, 1992) intended for gas-air mixtures by substituting the AAS explosion parameters into this formula.
Results and its discussion. A plot of the d50 Ub complex versus d50 is shown. The average value of the complex (» 33 |_im-m/s) is constant in the range 10 < d50 < 35 |_im. The latter is typical for the product of the particle size and the normal velocity of the laminar flame in AAS (Ben Moussa, 2017) and indicates the similarity of the effect of particle dispersion on the dynamics of turbulent and laminar combustion of AAS.
Conclusions. The dispersion of an explosive polydisperse aluminum sample is determined by the average particle size of the explosive fraction of the sample d50. The similarity of the combustion patterns indicates a relationship between the mechanisms of laminar and turbulent flame propagation in AAS.
Keywords: aluminum dust; explosive fraction; polydispersity; turbulence; laminar combustion
For citation: Poletaev N.L. Particle size influence on the aluminum combustion dynamics in 1-m3 chamber. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2022; 31(5):6-13. DOI: 10.22227/08697493.2022.31.05.6-13 (rus).
ES Nikolay Lvovich Poletaev, e-mail: [email protected]
Введение
Среди отраслей промышленности, подверженных воздействию пылевых взрывов, металлообрабатывающая отрасль является одной из наиболее часто поражаемых [1], что в значительной степени обусловлено взрывоопасными свойствами металлической пыли [2, 3]. К числу наиболее взрывоопасных металлических пылей справедливо относят мелкодисперсный алюминий.
Распространение турбулентного пламени по аэровзвеси алюминия (далее АВА) исследуется на протяжении многих десятилетий [3-6], что, однако, не привело ни к радикальному сокращению частоты возникновения взрывов АВА на производстве [7, 8], ни к ясному пониманию механизма горения АВА [4, 9]. Таким образом, дальнейшее изучение взрывоопасности АВА следует считать актуальным. К одному из направлений этой работы относится анализ опубликованных результатов стандартного исследования взрывоопасности АВА в камере объемом V, равным ~ 20 л или, что предпочтительней ввиду более высокой надежности результатов, равным ~ 1 м3.
Опубликованные результаты, как правило, содержат по каждой из исследованных АВА информацию о распределении частиц взвеси по размеру и трех показателях взрыва [3], имеющих практическую значимость1, 2. Это — нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР), максимальное избыточное давление взрыва Pmax и индекс взрывоопасности Kst [3]. Последний представляет нормированную максимальную скорость нарастания давления взрыва Kst = F/3(dP/dt)max.
Пример успешного анализа сведений о дисперсном составе и значениях НКПР в 1-м3 камере для нескольких полидисперсных образцов алюминия демонстрируется в [10], где получена оценка максимального размера частиц, существенно влияющих на распространение турбулентного пламени по АВА. Этот размер частиц, который обозначим символами d*mt, составил величину 40.. .50 мкм [10]. Данный размер частиц отделяет взрывоопасную фракцию пыли «частицы с размером не более d*mt» от фракции частиц с размером более d*m t, неспособных к распространению пламени по АВА.
Разумно предположить, что анализ сведений о дисперсном составе и показателях Pmax и Kst может привести к установлению количественной связи дисперсности частиц с динамикой турбулентного горения полидисперсного алюминия. Попытки подобных исследований встречались и ранее (см., например, [11-15]), но заканчивались неудачей, поскольку либо не обнаруживали упомянутой связи в явном виде, либо сводились к известному качественному результату [3]: Pmax и Kst, как правило, снижаются с ростом среднемассового размера частиц d50.
Неудачи упомянутых попыток связываем с некорректным использованием величины d50 в качестве эффективного размера частиц исследуемого полидисперсного образца горючего материала, даже в случаях учета индекса полидисперсности [14] и индекса асимметрии [15] этого распределения. Такой вывод основан на том, что на формирование величины d50 могут оказывать сильное влияние крупные частицы образца, не способные к актив-
1 NFPA 68. Standard on Explosion Protection by Deflagration Venting, Current Edition: 2018.
2 ГОСТ Р 12.3.047-2012 ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.
ному участию в горении аэровзвеси. Естественно предполагать, что усредненный показатель дисперсности образца относится к взрывоопасной фракции образца и, в первом приближении, представляет среднемассовый размер частиц этой фракции, который обозначим символами й*0.
В настоящей работе оценивается влияние дисперсности частиц, выраженной параметром й*0, на динамику горения алюминия в 1-м3 камере.
Исходные данные
Для решения поставленной задачи в настоящей работе использовали известные результаты (табл. 1) стандартного исследования взрывоопас-ности турбулентной АВА различного дисперсного состава в камере объемом 1 м3 [3, 16, 17]. Здесь 1 бар = 105 кПа.
Моделирование используемых в дальнейшем непрерывных функций распределения частиц образцов по размерам —(й) производили следующим образом. На отрезке оси й между соседними аргументами, для которых величина - известна по результатам ситового анализа, —(й) представляется распределением Розина - Раммлера [18]:
—(й) = 1 - [1 - -ЙЖ
где B = (d/d1)Gk;
Gk — крутизна функции распределения;
1п{1п[1-/-(^2)]/1п[1 -^(¿х)]}
HdM '
—(й), —(й2) — известные значения функции распределения на концах рассматриваемого отрезка ¿1 и
индекс к принимает значение от 1 до 3, отвечающее порядковому номеру рассматриваемого отрезка оси й в следующем перечне отрезков: от 20 до 45 мкм, от 45 до 75 мкм, от 75 до 125 мкм.
На каждый из двух оставшихся участков оси й (область больших и область малых размеров частиц) распространяется функция распределения, построенная на смежном с ним отрезке. Расчетные значения параметра Ок приводятся в табл. 2.
На рис. 1 приводится геометрическое построение оценки й*0 на примере образца АВА № 8. Значения й*0 удовлетворяют соотношению —(й*0) = 0,5—(йи,0, где — — функция распределения размеров частиц рассматриваемого образца; = 50 мкм.
Для демонстрации различия упоминавшихся выше средних размеров частиц полидисперсного образца на том же рисунке приводится геометричес-
Таблица 1. Исходные сведения о взрывоопасности АВА в 1-м3 камере Table 1. Initial information about the explosiveness of ABA in a 1-m3 chamber
Номер образца Number sample Значение F, % масс., по данным ситового анализа F value, % wt., according to sieve analysis d50, мкм ¿50, цт P 1 max? бар P, 1 max? bar (dP/dt)max, бар/с (dP/dt)max, bar/s Источник сведений Data source
20 мкм / 20 цт 32 мкм / 32 цт 71 мкм / 71 цт 125 мкм / 125 цт
1 0,96 0,99 - - 4,6 10 500 [17]
2 0,79 0,88 0,94 - 6 11,2 515 [3]
3 45 70 98 - 22 12,5 400 [3]
4 30 96 - - 23 11 320 [3]
5 0,33 0,60 0,93 - 27 12,4 342 [16]
6 - 0,60 0,82 - 27 13 600 [16]
7 0,17 0,60 0,94 - 29 12,4 415 [16]
8 - 0,50 0,95 - 32 12,9 430 [16]
9 0,16 0,40 0,94 - 35 10 300 [17]
10 0,37 0,47 0,65 - 37 12,0 750 [16]
11 2 16 99 - 41 10,2 100 [3]
12 0,16 0,29 0,67 - 52 9,0 121 [16]
13 - - 0,60 0,99 67 10 29 [16]
14 - 0,23 0,51 - 70 8,9 104 [16]
15 - - 0,50 0,99 71 10,0 37 [16]
8 POZHAROVZRYVOBEZOPASNOST/FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2022 VOL. 31 NO. 5
Таблица 2. Результаты обработки данных табл. 1 Table 2. Results of table 1 data processing
Номер образца Number sample Значение Gk на к-диапазоне d, мкм Од. value on the ¿--range d, цт c£, о, мкм d50, цт Ub, м/с UI,, m/s
20 <rf<32 32 <£/<71 71 <d< 125
1 4,65 - - 4,6 2,67
2 0,65 0,35 - 6 2,28
3 1,49 1,48 - 22 1,48
4 4,65 - - 23 1,46
5 1,76 1,34 - 23 1,28
6 - 0,786 - 13 2,07
7 3,39 1,41 - 28 1,55
8 - 1,84 - 27 1,5
9 4,60 4,11 - 28 1,6
10 0,68 0,63 - 13 2,96
11 4,59 4,11 - 41 0,52
12 1,44 1,47 - 28 0,77
13 - - 2,85 37 0,16
14 - 1,26 - 27 0,67
15 - - 3,35 40 0,2
кое построение параметра cf50, который, очевидно, должен превышать с/;0.
Динамика горения пыли в 1-м3 камере
Методика проведения опыта с конкретным образцом пыли в сферической 1-м3 камере предусматривает следующие основные процедуры: создание турбулентной аэровзвеси при распылении навески исследуемой пыли в объеме камеры; воспламенение аэровзвеси в геометрическом центре камеры пиротехническим зарядом с энергией 10 кДж и регистрация изменения давления продуктов горения аэровзвеси Р со временем t. Первичная информация о горении исследованного образца пыли складывается из набора осциллограмм P(t), полученных для различных концентраций пыли (отношений массы навески пыли к объему камеры).
Динамику турбулентного горения исследованного образца пыли, по нашему мнению, разумно оценивать максимальным значением скорости выгорания, которую обозначим символами Uj,. Физически Uf, представляет скорость расширения радиуса сферы с объемом, равным текущему объему продуктов горения аэровзвеси, относи-
F
1
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
i Л
i i
i f i
i X 1
/1 1
f i i 1 I
i i 1
A* ' \dm dm.t
10 20 30
40 50 60 70 4 мкм / d, цт
90 100
Рис. 1. Схемы оценки (пунктирные ломанные с длинным и коротким штрихом) медианного размера всех частиц (rf50 = 32 мкм) и медианного размера частиц взрывоопасной фракции (сГ5о = 27 мкм) соответственно для образца алюминия № 8. Гладкая кривая — функция распределения частиц образца № 8 по размерам F(d)
Fig. 1. Estimation schemes (dashed broken lines with long and short dashes) of the median size of all particles (rf50 = 32 цт) and the median size of explosive fraction particles (<f50 = 27 цт), respectively, for aluminum sample No. 8. The smooth curve is the particle distribution function F(d) for sample No. 8
тельно свежей смеси. По аналогии с методами анализа горения газовоздушных смесей в сферических камерах иь определяется выражением (см., например, [19]):
Uh =
4,84Ртах(1 + Р/Р0)
Vy
(1-ЗДах)
(1 + W
1/т
уз
(1)
Здесь используется осциллограмма P(t), отвечающая максимальному значению производной (dP dt)míK: Р — значение избыточного давления продуктов горения (кПа) к моменту достижения производной dPIdt значения (dP/dt)max; Р0 = = 100 кПа — начальное абсолютное давление воздуха во взрывной камере; у — постоянная адиабаты для воздуха, у = 1,4.
Согласно имеющимся немногочисленным сведениям об исследовании аэровзвесей в 1-м3 камере отношение Р/Ртах принадлежит интервалу значений 0,6 ±0,1. В дальнейшем для ABA будем полагать Р/Ртах = 0,6. Отклонение Р/Ртах от среднего значения в упомянутом интервале меняет оценку Uf, не более чем на 10 %.
Отметим, что f/¿ характеризует динамику горения ABA к моменту времени, отвечающему повышенным параметрам состояния свежей аэровзвеси, подвергнутой сжатию продуктами горения (избыточному давлению ~ 600 кПа и температуре и 200 °С).
Представленные в табл. 1 результаты позволяют в соответствии с (1) получить значения Uh. которые приводятся в табл. 2.
Результат работы и его обсуждение
Для последующего изложения результата работы важно отметить, что d*m t близок к максимальному размеру частиц ABA, способных распространять ламинарное пламя. Действительно, нормальная скорость горения алюминия U„, измеренная в маломасштабных опытах с узкими фракциями порошка, при размере частиц d порядка и более 10 мкм обратно пропорциональна d [9]:
d-U„(d) ~ 2,5 мкм'м/с.
(2)
горения. Последнее означает возможность существования аналога соотношения (2) для зависимости динамики турбулентного горения ABA в 1 -м3 камере от d^0.
В подтверждение реального существования такого аналога на рис. 2 приводится дискретный график зависимости комплекса dl0Ub(dl0) от Несмотря на малочисленность и заметный разброс экспериментальных данных разумно предположить справедливость соотношения
d5a • UJ^dm) « 33 мкм • м/с
(3)
для диапазона размеров частиц от 10 до 30... 35 мкм.
Подобие соотношений (2) и (3) может свидетельствовать об общности механизма распространения ламинарного и турбулентного пламени по аэровзвеси алюминия в отмеченном диапазоне размеров частиц.
Из-за малочисленности экспериментальных данных для d < 10 мкм не представляется возможным распространить упомянутое подобие на этот диапазон размеров частиц, для которого предложенная на рис. 2 линейная аппроксимация предполагает постоянство скорости Uc. Косвенным подтверждением разумности такой аппроксимации является слабая зависимость времени горения частиц алюминия от их размера в диапазоне d < 10 мкм [9], которая с необходимостью должна приводить к слабой зависимости скорости горения ABA от размера частиц.
Повышенный фактор турбулизации аэровзвеси алюминия в 1-м3 камере (IIhHIп ~ 13), который
45 40
Е
È 35-
£ 30
25
? 20
S
У
S 15 ^10
По аналогии с горючими газовоздушными смесями разумно полагать, что U„ не опускается ниже 0,05 м/с [20]. Отсюда следует, что максимальный размер частиц ABA, способных распространять ламинарное пламя, равен сГпц ~ 50 мкм.
Близость параметров сГш ~ dm¡ порождает предположение о возможном сходстве других закономерностей турбулентного и ламинарного горения ABA, в частности о сходстве динамических характеристик
15 20 25 30 d¡о, mkm/Ú5O> цт
40
45
Рис. 2. Зависимость комплекса <fi0Ub от среднего размера взрывоопасных частиц <f50 аэровзвеси алюминия. Ломаная линия — аппроксимация результата обработки дискретных экспериментальных данных: ■ — [3]; ♦ — [16]; ▲— [17] Fig. 2. Dependence of the complex <fi0Ub on the average size of aluminum air suspension explosive particles <f50. Broken line — approximation of the result of processing discrete experimental data: ■ — [3]; ♦ — [16]; A— [17]
10 P0ZHAR0VZRYV0BEZ0PASN0ST/FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2022 VOL. 31 N0. 5
следует из указанных соотношений, объясняется, по-видимому, существенным увеличением Ц с ростом давления и температуры аэровзвеси.
Выводы
Исследовано влияние дисперсности частиц на динамику турбулентного горения алюминия в 1-м3 камере. Показано, что максимальная скорость
турбулентного выгорания аэровзвеси алюминия Ц в 1-м3 камере обратно пропорциональна среднему размеру &>0 той фракции материала, которая содержит взрывоопасные частицы: ~ 33 мкм м/с для значений &,0 от 10.. .15 до 30.. .35 мкм.
Отмечено подобие этого влияния и зависимости скорости ламинарного горения аэровзвеси алюминия от размера частиц.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Yuan Z., Khakzad N., Khan F., Amyotte P. Dust explosions: A threat to the process industries // Process Safety and Environmental Protection. 2015. Vol. 98. Pp. 57-71. DOI: 10.1016/j.psep.2015.06.008
2. Marmo L., Riccio D., Danzi E. Explosibility of metallic waste dusts // Process Safety and Environmental Protection. 2017. Vol. 107. Pp. 69-80. DOI: 10.1016/ j.psep.2017.01.011
3. Eckhoff R.K. Dust explosions in process the industries. 3rd ed. Gulf Professional Publishing/Elsevier, Boston, 2003. 720 p.
4. Julien P., Vickery J., Whiteley S., Wright A., Goroshin S., Bergthorson J.M., Frost D.L. Effect of scale on freely propagating flames in aluminum dust clouds // Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2015. Vol. 36. Pp. 230-236. DOI: 10.1016/j.jlp.2014.12.022
5. Krietsch A., Reyes R.M., Kristen A., Kadoke D., Abbas Z., Krause U. Ignition temperatures and flame velocities of metallic nanomaterials // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2021. Vol. 71. P. 104482. DOI: 10.1016/j.jlp.2021.104482
6. Zhang S., Bi M., Jiang H., Gao W. Synergistic inhibition of aluminum dust explosion by gas-solid inhibitors // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2021. Vol. 71. P. 104511. DOI: 10.1016/ j.jlp.2021.104511
7. Li G., Yang H.-X, Yuan C.-M., Eckhoff R.K. A catastrophic aluminium-alloy dust explosion in China // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2016. Vol. 39. Pp. 121-130. DOI: 10.1016/j.jlp.2015.11.013
8. Taveau J., Hochgreb S., Lemkowitz S., Roekaerts D. Explosion hazards of aluminum finishing operations // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2018. Vol. 51. Pp. 84-93. DOI: 10.1016/j.jlp.2017.11.011
9. Ben Moussa R., Proust C., Guessasma M., Saleh K., Fortin J. Physical mechanisms involved into the flame propagation process through aluminum dust-air clouds: A review // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2017. Vol. 45. Pp. 9-28. DOI: 10.1016/ jjlp.2016.11.010
10. Полетаев Н.Л. Расчетно-экспериментальная оценка максимального размера частиц взрывоопасной монодисперсной аэровзвеси // Пожаровзрывобез-опасность/Fire and Explosion Safety. 2014. Т. 23. № 9. С. 15-26. URL: https://www.elibrary.ru/item. asp?id=22678225
11. Santandrea A., Pacault S., Perrin L., Vignes A., Du-faud O. Nanopowders explosion: Influence of the dispersion characteristics // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019. Vol. 62. P. 103942. DOI: 10.1016/jjlp.2019.103942
12. Wang Q., Fang X., Shu C.-M., Wang Q., Sheng Y., Jiang J., Sheng Z. Minimum ignition temperatures and explosion characteristics of micron-sized aluminium powder // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2020. Vol. 64. P. 104076. DOI: 10.1016/ j.jlp.2020.104076
13. Zhang J., Sun L., Sun T., Zhou H. Study on explosion risk of aluminum powder under different dispersions // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2020. Vol. 64. P. 104042. DOI: 10.1016/j.jlp.2019.104042
14. Castellanos D., Carreto-Vazquez V.H., Mashuga C.V., Trottier R., Mejia A.F., Mannan M.S. The effect of particle size polydispersity on the explosibility characteristics of aluminium dust // Powder Technology. 2014. Vol. 254. Pp. 331-337. DOI: 10.1016/j.powtec.2013.11.028
15. Tascon A. Influence of particle size distribution skewness on dust explosibility // Powder Technology. 2018. Vol. 338. Pp. 438-445. DOI: 10.1016/j. powtec.2018.07.044
16. Scholl E.W., Reeh D., Wiemann W. et al. Brenn - und Explosions - Kenngrossen von Stauben // SFT-Report. No. 2. Pp. 2-79. 100 S.
17. Clouthier M.P., Taveau J.R., Dastidar A.G., Morrison L.S., Zalosh R.G., Ripley R.C. et al. Iron and aluminum powder explosibility in 20-L and 1-m3 chambers // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019. Vol. 62. P. 103927. DOI: 10.1016/ j.jlp.2019.103927
18. Коузов ПА. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. 3-е изд. Л. : Химия, 1987. 264 с.
19. Kumar R.K., Bowles E.M., Mintz K.J. Large-scale dust explosions experiments to determine the effects of scaling on explosion parameters // Combustion and Flame. 1992. Vol. 89. Pp. 320-332. DOI: 10.1016/0010-2180(92)90018-K
20. Zeldovich Ya.B., Barenblatt G.I., Librovich V.B., Makh-viladze G.M. The mathematical theory of combustion and explosions // Consultants Bureau. New York, 1985. 600 p. DOI: 10.1007/978-1-4613-2349-5
REFERENCES
1. Yuan Z., Khakzad N., Khan F., Amyotte P. Dust explosions: A threat to the process industries. Process Safety and Environmental Protection. 2015; 98:57-71. DOI: 10.1016/j.psep.2015.06.008
2. Marmo L., Riccio D., Danzi E. Explosibility of metallic waste dusts. Process Safety and Environmental Protection. 2017; 107:69-80. DOI: 10.1016/j.psep.2017.01.011
3. Eckhoff R.K. Dust explosions in the process industries. 3rd ed. Gulf Professional Publishing/Elsevier, Boston, 2003; 720.
4. Julien P., Vickery J., Whiteley S., Wright A., Goro-shin S., Bergthorson J.M., Frost D.L. Effect of scale on freely propagating flames in aluminum dust clouds. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2015; 36:230-236. DOI: 10.1016/ j.jlp.2014.12.022
5. Krietsch A., Reyes R.M., Kristen A., Kadoke D., Abbas Z., Krause U. Ignition temperatures and flame velocities of metallic nanomaterials. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2021; 71:104482. DOI: 10.1016/j.jlp.2021.104482
6. Zhang S., Bi M., Jiang H., Gao W. Synergistic inhibition of aluminum dust explosion by gas-solid inhibitors. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2021; 71:104511. DOI: 10.1016/ j.jlp.2021.104511
7. Li G., Yang H.-X., Yuan C.-M., Eckhoff R.K. A catastrophic aluminium-alloy dust explosion in China. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2016; 39:121-130. DOI: 10.1016/j.jlp.2015.11.013
8. Taveau J., Hochgreb S., Lemkowitz S., Roe-kaerts D. Explosion hazards of aluminum finishing operations. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2018; 51:84-93. DOI: 10.1016/ j.jlp.2017.11.011
9. Ben Moussa R., Proust C., Guessasma M., Saleh K., Fortin J. Physical mechanisms involved into the flame propagation process through aluminum dust-air clouds: A review. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2017; 45:9-28. DOI: 10.1016/j.jlp.2016.11.010
10. Poletaev N.L. Experiment-calculated estimating of the maximum particle size of explosive monodisperse dust-air mixture. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2014; 23(9):15-26. URL: https:// www.elibrary.ru/item.asp?id=22678225 (rus).
11. Santandrea A., Pacault S., Perrin L., Vignes A., Dufaud O. Nanopowders explosion: Influence of the dispersion characteristics. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019; 62:103942. DOI: 10.1016/j.jlp.2019.103942
12. Wang Q., Fang X., Shu C.-M., Wang Q., Sheng Y., Jiang J., Sheng Z. Minimum ignition temperatures and explosion characteristics of micron-sized aluminium powder. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2020; 64:104076. DOI: 10.1016/ j.jlp.2020.104076
13. Zhang J., Sun L., Sun T., Zhou H. Study on explosion risk of aluminum powder under different dispersions. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2020; 64:104042. DOI: 10.1016/j.jlp.2019.104042
14. Castellanos D., Carreto-Vazquez VH., Mashuga C.V., Trottier R., Mejia A.F., Mannan M.S. The effect of particle size polydispersity on the explosibility characteristics of aluminium dust. Powder Technol. 2014; 254:331-337. DOI: 10.1016/j.powtec.2013.11.028
15. Tascon A. Influence of particle size distribution skew-ness on dust explosibility. Powder Technol. 2018; 338:438-445. DOI: 10.1016/j.powtec.2018.07.044
16. Scholl E.W., Reeh D., Wiemann W. et al. Brenn - und Explosions - Kenngrossen von Stauben. SFT-Report. 2. 2-79:100. (ger).
17. Clouthier M.P., Taveau J.R., Dastidar A.G., Morrison L.S., Zalosh R.G., Ripley R.C. et al. Iron and aluminum powder explosibility in 20-L and 1-m3 chambers. Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2019; 62:103927. DOI: 10.1016/ j.jlp.2019.103927
18. Kouzov P.A. Fundamentals of the analysis of the disperse composition of industrial dusts and crushed materials. 3th ed. Leningrad, Himiya Publ, 1987; 264.
19. Kumar R.K., Bowles E.M., Mintz K.J. Large-scale dust explosions experiments to determine the effects of scaling on explosion parameters. Combustion and Flame. 1992; 89:320-332. DOI: 10.1016/0010-2180(92)90018-K
20. Zeldovich Ia.B., Barenblatt G.I., Librovich V.B., Makhviladze G.M. The mathematical theory of combustion and explosions. Consultants Bureau. New York, 1985:600. DOI: 10.1007/978-1-4613-2349-5
Поступила 31.08.2022, после доработки 20.09.2022;
принята к публикации 29.09.2022 Received August 31, 2022; Received in revised form September 20, 2022;
Accepted September 29, 2022
12 POZHAROVZRYVOBEZOPASNOST/FIRE AND EXPLOSION SAFETY 2022 VOL. 31 NO. 5
Информация об авторе
ПОЛЕТАЕВ Николай Львович, д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник, Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, Россия, 143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12; РИНЦ ID: 1093620; ORCID: 0000-0003-2586-8597; e-mail: [email protected]
Information about the author
Nikolay L. POLETAEV, Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher, All-Russian Research Institute for Fire Protection of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903, Russian Federation; ID RISC: 1093620; ORCID: 0000-0003-2586-8597; e-mail: [email protected]
