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國內工業用奈米粉塵爆炸特性研究IOSH96-S323

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國內工業用奈米粉塵爆炸特性研究IOSH96-S323 國內工業用奈米粉塵爆炸特性研究IOSH96-S323

作者:吳鴻鈞 
出版社:行政院勞委會勞工安全衛生研究所
出版日期:2008-03-01
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社會人文
圖書介紹 - 資料來源:三民網路書店   評分:
圖書名稱:國內工業用奈米粉塵爆炸特性研究IOSH96-S323
  • 圖書簡介

    奈米金屬粉末無論是研究發展或是工業界應用,目前皆是廣泛討論研究之材料,其中,奈米鋁粉、奈米鈦粉以及奈米鐵粉等可燃、爆性粉末,均有高額產量及大量應用領域,與此同時,在粉末粒徑進入奈米尺度的情況下,粉塵比表面積大幅提昇,增加此三種粉塵可被點燃的機會,因此,潛在的粉塵爆炸危害風險將廣幅增加,另外,微米尺度粉塵爆炸的現象、測試方法以及量化參數是否具有相同的實驗尺度基點,也需要深入探討,故本次計畫針對上述三種奈米金屬粉末,進行三種不同粒徑的爆炸特性參數實驗,如最大爆炸壓力、最低爆炸濃度以及爆炸特性參數Kst值之量測與計算,期能量化其粉塵爆炸特性,並據此提出適當的安全防護建議。實驗結果發現,20公升爆炸鋼球標準測試方法可以獲得奈米鋁粉35 nm的實驗數據,但是無法進行奈米鈦粉以及奈米鐵粉的粉塵爆炸實驗,此兩種奈米金屬粉末進入鋼球後,於粉塵產生噴嘴沉積並產生高熱高溫,無法均勻分散至鋼球內進行粉塵爆炸實驗,經過奈米金屬粉末點燃實驗測試,說明標準測試方法會因為奈米金屬粉末於入料過程團聚,形成凝結現象呈現擬固體熱傳方式,無法產生局部熱點引燃,因此本計畫改良入料程序,選擇適當的擾流條件,成功完成奈米金屬粉塵爆炸實驗。改良式實驗結果顯示三種奈米金屬粉塵的最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上昇速率以及最低爆炸濃度,分別為奈米鋁粉10.5±0.8、912.5±410.5 bar及20 g/m3(粒徑35 nm);奈米鈦粉6.65±0.25 bar、435.5±58.5 bar及60 g/m3(所有測試粒徑);奈米鐵粉3.9±0.4 bar、282±51.0 bar及125 g/m3(粒徑35 nm),另實驗結果發現粉塵粒徑與最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上昇速率以及最低爆炸濃度間,並無絶對線性關係,實驗結果另顯示Al-35 nm達到Kst危害等級3(嚴重爆炸),其餘不同粒徑金屬粉塵皆為危害等級1(弱或中度爆炸),顯示奈米鋁粉的爆炸危害程度影響最鉅。本計畫研究成果提供奈米鋁粉(35 nm、75 nm及100 nm)、奈米鈦粉(35 nm、75 nm及100 nm)及奈米鐵粉(15 nm、35 nm及65 nm)的粉塵最大爆炸壓力、最大爆炸上昇速率、爆炸特性參數Kst值以及最低爆炸濃度,予奈米金屬粉應用業界、本會檢查處、各檢查所及安衛處參考使用,預防奈米金屬粉塵爆炸危害。  

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