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粉尘来源[编辑]
有许多物质被认为氧化可导致粉尘爆炸,如煤、木屑和镁。然而,有许多其他普通物质可
引发危险的尘埃云,如谷物、面粉、糖、奶粉和花粉。许多粉末状金属(如铝和钛)可与
空气结合成具爆炸性的悬浮粉尘。
运送粮食和粮仓等可能涉及粉尘的活动,也经常爆炸。像开采煤炭引发煤尘,面粉厂制粉
也有大量的粉尘。1878年5月2日,明尼苏达州沃什博恩面粉厂发生面粉粉尘爆炸,14名工
人死亡,另有4人死于相邻建筑物[1]。类似的问题也出现在锯木厂等地。
尽管加工过程中排放的纸屑,尤其是滚动、展开、被切割成薄片的情况下,不是严格意义
上的粉尘,却是另一种已知的爆炸危险。封闭的造纸厂区常受到这种危险,因而常保持高
空气湿度,以减少空气中纸粉尘爆炸的可能性。
为支持燃烧,粉尘也必须由具备高表面积与体积比且非常小的颗粒构成,从而使所有的粒
子组成比颗粒更大的灰尘还要大的表面积。粉尘定义为颗粒直径小于500微米的粉末,但
较小的粉末,会比总表面积较大的颗粒组成的粗颗粒,呈现更大的危险性。在特效中,石
松粉和脱脂奶粉是安全生产、控制火焰效果的不二之选。
近年流行的彩色粉末娱乐活动,玉米淀粉及食用色素所制作之色粉满天喷洒,也是粉尘爆
炸的潜在风险来源之一。
原理[编辑]
粉尘具有非常大的表面积质量比。燃烧只发生在与氧发应的固体或液体表面上,这导致粉
尘比散装物料更易燃。
如,一1kg球状物质的密度为1g/cm3,直径为12.4cm,表面积为0.048m2。然而,若将其分解成直径50μm的球形尘埃颗粒(约面粉颗粒大小),表面积为
120m2,物质的燃烧速率就会大大增加,每个颗粒的质量非常小,因为热传导材料的损失
还使其着火时比主体材料用更少的热量,尤其是仓库或地窖等压力显著增加的密闭空间
。
铝等传统意义上不可燃物质或燃烧缓慢的木材,被细碎时也可产生剧烈的爆炸,即便是
微小的火花亦能将其引燃。