面粉生产车间
在一些面粉加工厂车间,交流电动机带动各种机械结构把小麦或者其它粮食粉碎成很细的面粉颗粒。根据物理学上的相关知识,我们可以知道能量不会是凭空产生和凭空消失的。交流电动机把电网电能转换为机械能和热能,这部分机械能不会凭空消失。机械能就存在被粉碎粮食颗粒的表面,而热能是电动机运行过程中线圈发热损失,传导到周围空气中。
能量守恒
存在粉尘上的机械能,严格的定义名字为“表面能”。由于人们对日常生活物质水平要求越来越高,以及机械越来越先进。面粉都可以被加工的非常细,越细的颗粒它的表面能就越大。它的能量越高,它就越不稳定,想着怎么把能量释放出去。这就犹如我们倒了一杯热水,放了一会热水会变凉,热水的高能量向周围的低能量的空气中释放出去。
而面粉厂的车间空气中存在着大量的面粉分子,这些都携带了一定的能量。当达到一定的条件与空气混合,再遇上明火就可以发生爆炸。相关的研究证明,每立方米空气中含有9.7g面粉颗粒时,遇到明火就可以就会发生爆炸。这些明火一方面可能是人工携带打火机点燃而来,另一方面是来自于工厂一些电器之间的打火、开关通断时的电弧等原因造成。
爆炸机理
这一点国外一个研究家进行一个简单的实验,就证实了面粉爆炸。把电风扇的表面撒满面粉,在电风扇下面放上十来根蜡烛。直接点燃蜡烛不启动电风扇,面粉也没有发生燃烧。而当启动电风扇后,面粉被吹入到空气中,与空气充分混合了。只听到砰的一声,发生了爆炸,电风扇也被炸毁。
影响粉尘爆炸因素粉尘浓度
粉尘爆炸也是受粉尘浓度的影响,空气中混合的粉尘越多,就越容易发生爆炸,爆炸的威力也就越大。这一点与可燃气体是一样的,空气中可燃气体浓度越高,爆炸威力也就越大。
这一点可以从粉尘爆炸事故中得出,粉尘爆炸事故一般都会出现二次或者三次爆炸。这是因为第一次爆炸把车间地面上粉尘再次带入到空气中,空气中粉尘浓度比第一次爆炸还要高。
二次爆炸形成
而科学家的相关研究表明,第一次爆炸会在爆炸中心处形成负压,这将导致大量的新鲜空气灌入爆炸中心。有大量空气,也有大量粉尘混合,因此就会再次发生比第一次还要威力大的爆炸!
粉尘颗粒大小
氧是燃烧的必备条件之一,而粉尘颗粒越小,它就越容易吸附空气中的氧。颗粒越小不仅仅是容易吸附空气中氧,颗粒越小它的化学性质也会变得活泼,容易在空气中带有静电。吸附氧、带静电这两个条件因素,都会让爆炸更加容易发生。
颗粒本身性质
物质的燃烧热越大,它越容易发生爆炸。例如碳、硫的粉末就非常容易点燃,特定条件可以发生爆炸。而像一些其它易吸附物质带静电的,也都是非常容易发生爆炸。
外部因素
主要在点火源状态、氧气浓度、气流运动状态、阻燃性粉尘浓度和灰分、湿度等方面。
粉尘爆炸发生在其它行业事实上不单单是面粉在特定条件可以发生爆炸,一些机械加工中的铝粉、塑料粉末、奶粉、煤尘、烟草粉末、茶叶粉末木屑等在特定条件下都会发生剧烈爆炸。