南京林业大学喻孜副教授 | 木粉尘最小点火能的理论建模

木粉尘最小点火能的理论建模

于莉莉¹，周曦禾²，贾敬胜²，夏常磊²，喻孜¹*

1.南京林业大学理学院；2.南京林业大学材料科学与工程学院

摘要：针对现有木粉尘最小点火能（minimum ignition energy，MIE）模型普遍存在未耦合燃烧动力学与热传导过程、预测精度不足等问题，提出一种“球层能量迭代模型”。该模型将点火空间划分为多个球层，各层粉尘在短时间内依次燃烧，形成爆炸传播过程。模型采用阿伦尼乌斯（Arrhenius）公式计算燃烧反应时间，并考虑层间热传导的能量平衡，通过逐层迭代计算点火源所需补充的能量，从而确定MIE。模型在0~500 μm粒径和0.25~2.0 g/L浓度范围内对中密度纤维板粉尘的MIE进行了计算，与BS EN 13821-2002标准下的实验数据（文献［7］）对比，结果显示：相较于传统机理模型高达60%的偏差（文献［15］），本研究模型计算的理论值与实验数据的平均偏差仅为4%，最大偏差为7%，验证模型在精度与适用性方面的优越性。