摘要： 為研究水霧對RDX 粉塵爆炸的抑制作用，自主設(shè)計(jì)了可視化方管粉塵爆炸水霧抑制系統(tǒng)，選擇了不同噴嘴類型、噴孔直徑以及霧化壓力等實(shí)驗(yàn)條件，以RDX 粉塵爆炸火焰?zhèn)鞑?dòng)態(tài)、爆炸壓力以及爆炸溫度等變化，判斷不同條件下水霧對RDX 粉塵爆炸特性的影響。結(jié)果表明：在同一霧化壓力下，不同類型噴嘴噴出水霧對RDX 粉塵爆炸抑制效果不同，離心噴嘴噴出水霧抑爆效果最好；隨著霧化壓力增大，水霧對RDX 粉塵爆炸抑制作用增強(qiáng)；在實(shí)驗(yàn)選用的0.8、1.2、1.5、2.0、2.4 mm 五種孔徑離心噴嘴中， 1.5 mm 孔徑離心噴嘴噴出水霧抑爆效果最佳，在霧化壓力4 MPa下，RDX 粉塵爆炸壓力僅為0.118 4 MPa，相比于無水霧時(shí)RDX 粉塵爆炸壓力0.456 1 MPa，壓力峰值降低了74.0%，爆炸溫度為234 ℃，相比于無水霧時(shí)RDX 粉塵爆炸溫度774 ℃，溫度峰值降低了69.8%。

關(guān)鍵詞： RDX；粉塵爆炸；水霧；抑爆；壓力

中圖分類號(hào)： O389; TJ55; X944 國標(biāo)學(xué)科代碼： 13035 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

火炸藥爆炸事故很多是由初期的燃燒得不到有效控制引起[1-3]。抑爆技術(shù)能在火炸藥燃燒初期有效扼制此類事故，同時(shí)也能使火炸藥爆炸沖擊波強(qiáng)度得到有效降低。由于火炸藥燃爆不需要外界氧氣參與，所以惰性氣體和惰性粉塵不適用于此類爆炸品的抑爆。而水介質(zhì)由于抑爆機(jī)理不同于惰性氣體和粉塵，因此可以起到有效的抑爆作用。目前火炸藥工房中鋪設(shè)的消防雨淋系統(tǒng)等是通過噴水進(jìn)行滅火[4-5]，存在一定的不適用性，不能直接用于火炸藥爆炸抑制。

Keenan 等[6] 在彈藥庫房外圍設(shè)置雨淋水圍擋，以研究水對彈藥爆炸壓力峰值及比沖影響，研究表明，雨淋能夠?qū)⒈ê蟪瑝悍逯到档?5% 以上，爆炸比沖量也能有效被降低。Marchand 等[7] 也在給定質(zhì)量的TNT 炸藥周圍設(shè)置雨淋水，對比雨淋對爆炸沖擊波壓力衰減影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)增設(shè)雨淋后，炸藥爆炸沖擊波壓力由2.46 MPa 降為1.703 MPa。Shin 等[8] 利用數(shù)值模擬方法研究了水膜對TNT 炸藥爆炸沖擊波衰減的影響，研究結(jié)果表明，水膜延遲了沖擊波前鋒的傳播，降低了初始峰值壓力，TNT 爆炸峰值壓力隨水膜厚度增加而減小。Buzukov[9] 研究發(fā)現(xiàn)使用導(dǎo)爆索爆炸拋撒水形成的水膜具有較佳的防護(hù)性能，使用爆炸沖擊波等效藥量衡量，防護(hù)效果相當(dāng)于減少藥量90%。Tomotaka 等[10] 設(shè)計(jì)了一根長330 mm，橫截面30 mm×30 mm 的半封閉實(shí)驗(yàn)管道，研究大體積水對炸藥爆炸沖擊波衰減影響，結(jié)果顯示，大體積水能吸收33%～45% 的爆炸能。Pontalier 等[11] 將8 g C-4 炸藥及雷管封裝于裝滿水的塑料袋中進(jìn)行起爆實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，水量的增加可使沖擊波大幅的衰減。Tamba 等[12] 利用實(shí)驗(yàn)研究了炸藥爆炸時(shí)水墻對沖擊波衰減的影響，發(fā)現(xiàn)水墻對峰值超壓和正沖量的衰減作用隨水墻質(zhì)量與炸藥質(zhì)量比值的增加而增強(qiáng)。趙漢中[13-14] 將水和TNT 以一定的質(zhì)量比布設(shè)于實(shí)驗(yàn)場，研究表明，當(dāng)水與炸藥的質(zhì)量比為2～2.5 時(shí)，水可使TNT 炸藥爆炸后沖擊波的超壓峰值壓力降低40% 左右。Chen 等[15] 也利用流體力學(xué)仿真軟件，研究了不同水墻寬度、高度等對炸藥爆炸沖擊波衰減影響規(guī)律。Zhang 等[16] 也研究了水幕對沖擊波衰減影響，研究表明，當(dāng)比距離為1.71～3.42 m/kg1/3，反射沖擊波超壓下降幅度在36.3%～94.5% 之間。徐海斌等[17-20] 模擬實(shí)際工況，自行設(shè)計(jì)了封閉式球形實(shí)驗(yàn)裝置，研究爆炸沖擊波超壓受水影響規(guī)律，結(jié)果表明，隨著比距離變化，水對爆炸超壓有增強(qiáng)和衰減雙重作用。

學(xué)者們雖然都嘗試了使用水介質(zhì)來衰減炸藥爆炸沖擊波，并取得了一些成果，但這些研究均是針對被動(dòng)式防護(hù)開展研究，即爆炸發(fā)生后沖擊波作用于水介質(zhì)后衰減，此外這些研究也不涉及火炸藥粉塵爆炸抑制。因此，本文中，選擇不同類型和孔徑的噴嘴，開展RDX 粉塵云爆炸水霧主動(dòng)式抑爆研究，以期為火炸藥行業(yè)安全生產(chǎn)主動(dòng)防護(hù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。