目录摘要与关键词 (2)【摘要】 (2)【关键词】 (2)1概述 (3)1.1设计基本原则 (3)1.1.1实用原则： (3)1.1.2简化原则： (3)1.2设计任务与设计内容 (3)1.3设计准则 (3)1.4设计成果概述 (3)2泄爆原理及安全性分析 (4)2.1泄爆原理 (4)2.2安全性分析 (5)3.容器尺寸及已知基本参数 (6)3.1容器尺寸 (6)3.2已知基本参数 (7)4.泄爆面积的计算与确定 (7)4.1计算流程图 (7)4.2输入参数确定 (8)4.3计算容腔所需的最小泄爆面积 (10)4.4对设备或建筑物进行高速湍流校正 (13)4.5泄压装置惯性质量的影响 (14)4.6建筑物体积效应修正 (15)4.7泄压管影响的修正 (16)5.泄爆管参数的计算与确定 (19)5.1泄爆管长度计算与确定 (19)5.2泄爆管半径计算 (19)5.3泄爆管设计 (19)5.4泄爆管安装方位 (20)6反冲力及持续时间、冲量的计算 (21)6.1反冲力计算 (21)6.2反冲持续时间计算 (21)6.3总冲量计算 (21)7安全卸放区域确定及维护措施 (22)7.1安全泄防区 (22)7.2火球尺寸——危险距离 (22)7.3外部爆炸波压力分布 (23)7.4防护措施 (24)8泄爆装置安装与维护措施 (26)8.1泄爆装置 (26)8.2安装与维护 (26)9结论 (27)9.1防爆设计主要参数 (27)9.2爆炸防护要求 (27)9.3结束语 (28)摘要与关键词【摘要】大多数固体可燃物质的粉尘，当其弥散在空气中并受点火源的作用时，都能快速的燃烧，从而具有粉尘爆炸的危险。
粉尘爆炸就是粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源，火焰瞬间传播与整个粉尘混合空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械工以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。
泄爆就是通过将已燃烧、未燃烧的混合物以及燃烧气体释放出来，从而降低设备内部的爆炸压力，达到对设备防护的一种方法。
其具体措施是在设备上开设足够面积的开口，防止设备被损坏。
本次课程设计通过对一种具体情况下的粉尘爆炸的研究以给定的的容器为基准，完成了泄爆面积的计算与修正；泄爆管长度、直径和安装方位等参数的计算与确定；反冲力及其持续时间、冲量的计算；安全泄放区确定与防护措施的确定；泄放装置安装与防护措施的确定。
设计过程中根据多种因素进行修正，力求符合实际情况。
【关键词】粉尘爆炸、容器泄爆、泄压面积、泄爆管、泄压装置1概述1.1设计基本原则1.1.1实用原则：本次课程设计旨在为以一给定容器及相关参数为基准，通过计算其泄压面积来设计泄爆管与安全泄放面积等实际问题。
因此本次课程设计应遵从实用原则，一切从实践经验出发，应用大量由实践得出的经验公式及修正系数，力求得出结果贴近实际应用，使计算结果切实可用。
1.1.2简化原则：由于此次课程设计时间较短，同时以我们现在已有的知识不足以深刻探求过多的实际的复杂问题。
因此本次课程设计过程中运用了很多的简化过程，忽略了许多的影响因素，并做了许多的假设。
使设计计算过程有了一定程度上的简化。
1.2设计任务与设计内容1.2.1泄爆面积的计算与确定1.2.2包括泄爆管长度、直径和安装方位等参数的计算与确定（要求采用带90°弯头）1.2.3反冲力及其持续时间、冲量的计算1.2.4安全泄放区域确定与防护措施1.2.5泄爆装置安装与维护措施1.3设计准则本次课程设计主要依据的设计准则为《中华人民共和国国家标准粉尘爆炸泄压指南GB/T 15605—2008》1.4设计成果概述本次的课程设计中，根据课程设计任务书上所给出的已知容器尺寸以及相关参数，通过基本参数的简单计算后，算出了最小的泄压面积。
随后通过L/D、湍流影响、泄压管影响进行修正得出最终的泄压面积。
之后根据泄压面积算出了泄爆管的相关参数，并结合一定的材料初步设计了泄爆管安装方位，并画出了简图。
此外，根据基本参数算出了反冲力及其持续时间，冲量等。
最后根据课程设计书及其他文献材料确定了安全泄放区域、防护措施以及泄爆装置的安装与维护措施。
通过上面所述的大致过程，编写出了课程设计书，并进行了简单的排版。
除此之外，本次课程设计，我从最初拿到任务书一无所知，到慢慢与同学们探讨，向老师请教，一步步的解决了许多问题。
这不但让我收获了学术求知的宝贵方法，更让我学到了团队协作的重要性。
2泄爆原理及安全性分析2.1泄爆原理泄爆的防护原理：Pred低于容腔的设计强度泄爆是一种可以预防爆炸压力上升到不可接受水平的措施，泄爆通过使主要爆炸过程发生在敞开安全的地方而非建筑物内或粉尘加工容器内的方法来实现上述目的。
在容腔壁面上设计一定的薄弱部位，该薄弱部位在爆炸形成的早期阶段即可打开。
燃烧着的物料以及燃烧产物得以释放，从而降低容腔内的超压。
泄爆后容腔内的残余压力称为降低的爆炸压力Pred。
图7.1表示承压或泄爆时容腔内的压力随时间的变化过程。
曲线A 是承爆时的压力时间曲线，这种情况下，容腔内的最大压力可达到或超过10bar，大多数厂房建筑都不能承受这种幅值的爆炸压力作用。
在泄爆情况下，其产生的最大压力相比前者较低，如图曲线C所示。
Pred值的大小与泄压开口的面积、设置位置以及泄压装置的开启压力等有关，同时还受到其它因素的影响。
泄爆系统的正确设计应确保Pred低于容腔的设计强度。
整个容腔的各个部分，例如进出口、滑阀等都可能承受爆炸压力的作用，因此在估算整个容腔的设计强度时，应考虑到这些承受爆炸压力作用的部件。
可以用容腔最薄弱部分的设计强度来表示整个容腔的设计强度。
图7.1 泄爆和非泄爆情况下，典型的压力时间曲线。
2.2安全性分析安全性分析流程图在本容器设备中需要考虑到泄爆防护，进行下一步安全性分析。
泄爆时泄放有毒物质是不可接受的，因此，当要泄放的物质是有毒的，或者可能造成严重的危害，采用泄爆措施是不安全的，此时应该采用承爆或抑爆措施。
在本容器设备的工艺中，所泄放是是无毒无害物料，进行下一步的安全性分析。
物料的燃爆特性分析是确保容器设备的强度承受物料爆炸后的压力。
本设备的物料具有燃爆特性，进行下一步安全性分析。
由于容器中的物料的燃爆特性，则必须要考虑设备强度、配置情况和内部结构，从而通过计算得到泄爆面积。
进行下一步安全性分析。
附：(6)厂房的配置结构。
当容器的长径比增大时，其爆炸效应显著增强。
（7）内部结构。
在某些实际运用过程中，有时会遇到容积非常小的容器，要对这类容器进行泄爆实际上是非常困难的，因此必须将容器设计为在最大爆炸压力作用下而不发生破裂来加以防护。
在某些容积较小的容器中，由于其具有较大的内表面积，因而其最大爆炸压力可能降低到低于标准测试得到的最大爆炸压力值。
当容器不是按照压力容器设计规范进行设计时，则很难准确估算其强度。
此时应根据最薄弱的连接部件的强度（例如连接销、铆钉连接或者其它连接方式的强度）来确定容器能够承受的爆炸压力。
在确定泄爆面积后，与容器壁的面积比较，能否提供足够的泄爆面积。
在本容器设备中，泄爆面积及容器壁面积的计算在第二章中，由此可以知道，本容器设备是可以提供足够的泄爆面积的。
进行下一步安全性分析。
附：(8)是否存在足够泄爆的面积？在尺寸较小的紧凑型容器中，工艺出料口和进料口都能提供足够的泄爆面积，但同时还需考虑其发生传爆的可能性。
对承爆、泄爆或抑爆等系统，必须防止燃烧波沿相互连接的管道发生传播。
只要采用了合适的隔爆措施，就可以认为泄爆或抑爆过程中发生的点火总是局限于这两种防护措施所保护的容器内（即不会发生燃烧波的传播）。
如果没有采取合理的隔爆措施，则需假定通过连接管道发生射流点火现象，因而需要采取更严格的安全措施。
本容器设备是单独的泄爆容器，可以不考虑泄爆容器与其他工艺单元的隔爆措施。
进行下一步安全性分析。
泄爆措施是通过泄放容器中的物料达到降低容器中的压力，因此容器外必须存在安全泄放区域。
其中，安全泄放区域的确定详见第二章。
进行下一步安全性分析。
附：(12)危险泄放区。
泄爆口的设置应确保不会对人员造成伤害，并尽可能地降低泄爆时所产生侧火灾和爆炸波效应。
对此，需要进行危险性分析，从而合理确定泄爆时可能产生的危险区域范围，相应地，应考虑防止人员进入这种危险区域。
在正常运行过程中，必须防止人员进入泄爆口或泄爆管的泄放区域。
泄爆喷射出的火球体积可能非常大，尽管可以将爆炸泄放到敞开的区域，如果不能泄放到敞开的安全区域，则应考虑采用泄爆管将这种燃烧着的泄放物泄放到建筑物外比较安全的地方。
在本容器设备考虑采用了泄爆管进行安全泄放，进行下一步安全性分析。
由于考虑到采用了泄压管进行泄压，在第二章有泄压管的详细设计，由此可以知道本容器设备可以安装泄爆管。
进行下一步安全性分析。
由以上分析，可以确定泄爆措施的安全性，进而可以着手进行泄爆的详细设计。
在泄爆详细设计完成后，需要建立确保泄爆系统设计、运行安全性的文件。
保证泄爆系统的长期正常的运行。
3.容器尺寸及已知基本参数3.1容器尺寸3.2已知基本参数容器材料屈服强度0.5bar、粉尘处理工艺在常温常压下工作（Pinitial=1bar=0barg）粉尘爆炸指数Kst=400barms-1、最大爆炸压力Pmax=15bar泄爆装置开启压力：Pstat=0.1bar4.泄爆面积的计算与确定4.1计算流程图4.2输入参数确定4.2.1题目中已知参数Kst=400barms-1, Pmax=15bar ，Pstat=0.1bar ，Pinitial=1bar=0barg,Pes=0.5bar4.2.2间接计算可得参数 4.2.2.1降低的压力Pred 计算4.2.2.1.1压力曲线4.2.2.1.2 容腔设计压力的选取原则（1）如果设备变形可接受，卸压容腔的Pred 不能超过容腔极限强度的2/3。
（2）如果容腔变形不可接受，则Pred 不能超过卸压容腔屈服强度的2/3。
（3）按照ASME 《锅炉与压力容器标准》或类似标准设计的容腔，其最大许用工作压力（用Pmawp 表示）可以通过计算确定。
4.2.2.1.3卸压措施应防止容腔内形成的最大压力Pred 不超过容腔的强度Pes ，同时还应考虑压力上升速率引起的动态效应，这种动态效应可用动载荷因子（DLF ）表示如下：（3.3.2）式中：Pred = 卸压过程中产生的最大压力值[bar (psi)]Pes = 在容腔发生变形或爆炸时根据静态压力计算得到的容腔强度[bar (psi)]DLF = Xm/XsXm =最大冲击扰度Xs = 静荷载扰度，或者是当以静态方式加载最大载荷时系统产生的位移。
es red P P DLF(1) 如果没有详细的结构响应分析数据，可以假设在最坏情形下取DLF ＝1.5，并根据容腔最薄弱的结构单元进行设计。