1.一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、安装并调试所需实验系统
所述的实验系统包括实验罐体、点火系统、供气系统、数据采集系统、含氧量检测系统以及温度监测系统;
步骤二、测量聚乙烯粉尘实验样品的中位粒径 ,并将其进行干燥,干燥后放入所述的实验罐体内;
步骤三、通过所述的实验系统测量出实验罐体内聚乙烯粉尘的最大压力上升速率、爆炸压力达到最大时的温度T以及爆炸压力达到最大时实验罐体内的氧气浓度;
步骤四、使用分子动力学模拟软件统计聚乙烯粉尘爆炸时危险气体的种类以及各种危险气体产物量的占比;
步骤五、根据理•查特里公式计算由分子动力学模拟软件得出的聚乙烯爆炸过程中产生的危险气体混合的爆炸极限 ;
步骤六、通过公式(1)计算得到聚乙烯粉尘爆炸危险性指数S: (1);
式(1)中: E为点火源能量,V为实验罐体的体积, 为聚乙烯粉尘中位粒径, 为危险气体混合的爆炸极限,m为聚乙烯粉尘的质量, 为实验罐体中爆炸压力达到最大时的氧气浓度,T为实验罐体内爆炸压力达到最大时的温度,p为爆炸压力,t为反应时间;
步骤七、根据聚乙烯粉尘爆炸危险性指数S来判断爆炸危险性等级。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:在所述的实验罐体内还设置有含氧量检测传感器和温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:步骤二中,通过粒度分析仪对聚乙烯粉尘实验样品的中位粒径进行测量。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:步骤四中,使用反应分子动力学模拟软件lammps编写脚本,构建用于分子动力学模拟的聚乙烯和O2无定形结构的初始模型,将两种初始模型混合并构建成一个具有周期性边界条件的初始分子体系。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:步骤四中,聚乙烯粉尘爆炸时危险气体的种类主要有CO、C2H4、C3H6、H2、CH4O、C4H8、CH4。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:步骤七8
中,爆炸危险性等级的判断标准为:当S<10 时,表明聚乙烯粉尘爆炸危险性等级较弱;当
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10≤S<10 时,表明聚乙烯粉尘爆炸危险性等级较强;当S≥10 时,表明聚乙烯粉尘爆炸危险性等级严重。
7.根据权利要求1所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:步骤二中,聚乙烯粉尘实验样品在干燥箱中进行干燥,干燥温度为40~50℃,干燥时间为5~7小时。
8.根据权利要求1所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:步骤三中,先启动实验系统,当实验系统启动后通过点火系统将聚乙烯粉尘点燃时,实验罐体内的压力为1 atm。
9.根据权利要求2所述的一种聚乙烯粉尘爆炸危险性预测方法,其特征在于:所述的点火系统包括电子点火源和点火电极,所述的实验罐体为20L球体实验罐体,所述的含氧量检测传感器、温度传感器分别设置在20L球体实验罐体的外侧。