粉尘燃烧

粉尘爆炸是悬浮在封闭空间内空气中的细小颗粒的快速燃烧。 当任何分散的粉末状可燃材料以足够高的浓度存在于大气或其他氧化性气态介质（如纯氧）中时，就会发生粉尘燃烧。 在燃料充当可燃材料的情况下，爆炸被称为燃料-空气爆炸。

粉尘燃烧是煤矿、谷物升降机和其他工业环境中的常见危害。 它们也常被特 效艺术家、电影制作人和烟火技师使用，因为它们具有壮观的外观并且能够在某些精心控制的条件下安全地容纳。

温压武器利用这一原理，用易燃材料迅速浸透一个区域，然后点燃它以产生爆炸力。

如果在密闭空间内发生快速燃烧，就会产生巨大的超压，导致严重的结构损坏和飞溅的碎片。 爆炸突然释放的能量会在露天或密闭空间中产生冲击波。 如果火焰以亚音速传播，这种现象有时称为爆燃，尽管更宽松的用法将这两种现象称为爆炸。

粉尘燃烧在本质上可分为主要的或次要的。 初级粉尘爆炸可能发生在工艺设备或类似外壳内，通常通过专门建造的通往外部大气的管道泄压来控制。 二次粉尘爆炸是建筑物内积聚的粉尘被一次爆炸扰动和点燃的结果，导致更危险的不受控制的爆炸，可能影响整个结构。 从历史上看，粉尘爆炸造成的死亡主要是二次粉尘爆炸的结果。

发生粉尘爆炸有五个必要条件：

• 可燃粉尘
• 灰尘以足够高的浓度散布在空气中
• 存在氧化剂（通常是大气中的氧气）
• 有火源
• 该区域是受限的——建筑物可以是一个封闭空间

许多已知可燃烧的常见材料会产生粉尘爆炸，例如煤尘和锯末。 此外，许多原本平凡的有机物质也可能分散到危险的尘埃云中，例如谷物、面粉、淀粉、糖、奶粉、可可、咖啡和花粉。 粉末状金属（如铝、镁和钛）如果被细分，会在空气中形成爆炸性悬浮液。

自 2010 年代工业生产规模的基于金属粉末的增材制造 (AM) 出现以来，人们越来越需要更多信息和经验来防止激光烧结或激光烧结后有时残留的过量金属粉末痕迹引起的粉尘爆炸和火灾 其他融合方法。 例如，在增材制造构建下游的加工操作中，从支撑结构中的孔隙中释放出的多余粉末可能会暴露在切割界面的火花中。

虽然严格来说不是灰尘，但在加工过程中排放的纸张颗粒——尤其是轧制、展开、压延/分切和纸张切割——也已知会造成爆炸危险。 受此类危险影响的封闭造纸厂区域通常保持非常高的空气湿度，以减少空气中纸粉尘爆炸的可能性。

在特 效烟火中，石松粉和植脂末是产生安全、可控的火焰效果的两种常用方法。

为了支持快速燃烧，粉尘必须由具有高表面积体积比的非常小的颗粒组成，从而使所有颗粒的总表面积或组合表面积与较大颗粒的粉尘相比非常大。 粉尘被定义为颗粒直径小于约 500 微米的粉末，但由于所有颗粒的总表面积较大，较细的粉尘将比粗颗粒带来更大的危害。

低于某个值，即爆炸下限 (LEL)，粉尘不足以支持以爆炸所需的速度燃烧。