Explosion Hazards and Flame Velocity in Aluminum Powders

An experimental study has been done to investigate the explosion characteristics of aluminum powders with different sizes and concentrations in a 20 L spherical explosion vessel. Two different sizes of aluminum powder were used : $15.1{\mu}m$ and $34.8{\mu}m$ with a volume mean diameter. The results revealed that $15.1{\mu}m$ Al powder has a Lower explosion limit (LEL) of $40g/m^3$, a maximun explosion pressure ($P_{max}$) of 9.8 bar and a maximum rate of pressure rise ($[dP/dt]_{max}$) of 1852 bar/s, in $34.8{\mu}m$ Al powder, LEL of $70g/m^3$, $P_{max}$ of 7.9 bar and $[dP/dt]_{max}$ of 322 bar/s. The LEL of Al powders tended to increase with the increase of particle size. Also, it was found that the flame velocity calculated from the powder with $15.1{\mu}m$ was about 5 times higher than that of the powder of $34.8{\mu}m$.

알루미늄 분체의 폭발위험성과 화염전파속도

알루미늄 분진폭발특성에 미치는 입경과 농도 변화에 따른 영향을 20 L 구형 분진폭발시험장치를 사용하여 실험적으로 조사하였다. 실험에 사용한 알루미늄 분진의 체적 평균 입경은 15.1 및 $34.8{\mu}m$이다. 실험결과, 평균 입경 $15.1{\mu}m$에서의 폭발하한농도(LEL)는 $40g/m^3$, 최대폭발압력($P_{max}$)은 9.8 bar, 폭발압력상승속도는 ($[dP/dt]_{max}$)는 1852 bar/s이었으며, 평균입경 $34.8{\mu}m$의 경우에는 LEL이 $70g/m^3$, $P_{max}$는 7.9 bar, $[dP/dt]_{max}$는 322 bar/s가 얻어졌다. Al분진의 폭발하한농도는 입경 증가에 따라 증가하는 경향이 관찰되었다. 또한 평균입경 $15.1{\mu}m$에서의 Al분진폭발압력으로부터의 화염전파속도의 계산값은 평균입경 $34.8{\mu}m$의 경우보다 5배의 크기를 나타내었다.