Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6987

Dust Explosion Experiments - Measurements of Explosion Indices of Tungsten Dusts and Graphite-Tungsten Dust Mixtures

A. Denkevits, S. Dorofeev

Abstract
Explosion indices of tungsten dusts and graphite/tungsten dust mixtures are measured using a standard method of 20-l sphere. Three tungsten dusts differing in characteristic particle size, 1, 5, and 12 μm, are tested. Two coarser dusts do not appear to explode under the standard conditions; the finer dust is able to explode in a wide range of concentrations. The maximum overpressure and rate of pressure rise attain at least 4.7 bar and 260 bar/s, respectively. The explosion indices of graphite/tungsten dust mixtures composed of 1- μm tungsten and 4- μm graphite dusts are measured. The maximum overpressure mea-sured for the mixtures decreases monotonically with graphite fraction, while maximum rate of pressure rise measured for the mixture composed of equal mole fractions of graphite and tungsten is 1.5 times higher than that measured for the pure tungsten or graphite dusts alone. The explosibility of this mixture is tested; the mixture can be induced to explode at 2 kJ ignition energy and does not explode at 1 kJ igni-tion energy. The lower explosion limits are measured for the tested graphite/tungsten dust mixtures.

STAUBEXPLOSIONSEXPERIMENTE

Messungen der Explosionskenngrößen von Wolframstaub und Graphit-Wolframstaub-Mischungen

Zusammenfassung
Explosionskenngrößen von Wolframstaub und Graphit-Wolfram-Staubmischungen wurden mit der Stan-dard-20-Liter-Kugel-Methode gemessen. Zunächst wurden drei Wolframstäube mit Korngrößen von 1, 5 und 12 μm getestet. Es zeigte sich, dass die zwei gröberen Stäube unter Standardbedingungen anschei-nend nicht explodieren, während der feine Staub in einem weiten Konzentrationsbereich explodieren kann. Die Maximalwerte des Überdrucks und der Druckanstiegsrate betragen dabei mindestens 4,7 bar bzw. 260 bar/sek. Des weiteren wurden die Explosionskenngrößen von Graphit-Wolfram-Staubmischungen gemessen, die aus Wolframstaub von 1 μm und Graphitstaub von 4 μm Korngröße beste-hen. Die folgenden Messergebnisse wurden erhalten:

- Der maximale Überdruck nimmt monoton mit dem Graphit-Anteil ab.

- Die maximale Druckanstiegsrate für eine Mischung, die aus gleichen Molanteilen an Graphit- und Wolf-ramstaub besteht, ist 1,5 mal höher als die Rate für reinen Wolfram- oder Graphitstaub.

Außerdem wurde die Explosionsfähigkeit dieser Mischung untersucht. Es ergab sich, dass diese Mi-schung mit 2 kJ Zündungsenergie zur Explosion gebracht werden kann, nicht aber mit 1 kJ.

Die unteren Explosionsgrenzen der untersuchten Graphit-Wolfram-Staubmischungen wurden ebenfalls gemessen.

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