粉塵燃燒

粉塵爆炸是懸浮在封閉空間內空氣中的細小顆粒的快速燃燒。 當任何分散的粉末狀可燃材料以足夠高的濃度存在于大氣或其他氧化性氣態介質（如純氧）中時，就會發生粉塵燃燒。 在燃料充當可燃材料的情況下，爆炸被稱為燃料-空氣爆炸。

粉塵燃燒是煤礦、谷物升降機和其他工業環境中的常見危害。 它們也常被特 效藝術家、電影制作人和煙火技師使用，因為它們具有壯觀的外觀并且能夠在某些精心控制的條件下安全地容納。

溫壓武器利用這一原理，用易燃材料迅速浸透一個區域，然后點燃它以產生爆炸力。

如果在密閉空間內發生快速燃燒，就會產生巨大的超壓，導致嚴重的結構損壞和飛濺的碎片。 爆炸突然釋放的能量會在露天或密閉空間中產生沖擊波。 如果火焰以亞音速傳播，這種現象有時稱為爆燃，盡管更寬松的用法將這兩種現象稱為爆炸。

粉塵燃燒在本質上可分為主要的或次要的。 初級粉塵爆炸可能發生在工藝設備或類似外殼內，通常通過專門建造的通往外部大氣的管道泄壓來控制。 二次粉塵爆炸是建筑物內積聚的粉塵被一次爆炸擾動和點燃的結果，導致更危險的不受控制的爆炸，可能影響整個結構。 從歷史上看，粉塵爆炸造成的死亡主要是二次粉塵爆炸的結果。

發生粉塵爆炸有五個必要條件：

• 可燃粉塵
• 灰塵以足夠高的濃度散布在空氣中
• 存在氧化劑（通常是大氣中的氧氣）
• 有火源
• 該區域是受限的——建筑物可以是一個封閉空間

許多已知可燃燒的常見材料會產生粉塵爆炸，例如煤塵和鋸末。 此外，許多原本平凡的有機物質也可能分散到危險的塵埃云中，例如谷物、面粉、淀粉、糖、奶粉、可可、咖啡和花粉。 粉末狀金屬（如鋁、鎂和鈦）如果被細分，會在空氣中形成爆炸性懸浮液。

自 2010 年代工業生產規模的基于金屬粉末的增材制造 (AM) 出現以來，人們越來越需要更多信息和經驗來防止激光燒結或激光燒結后有時殘留的過量金屬粉末痕跡引起的粉塵爆炸和火災 其他融合方法。 例如，在增材制造構建下游的加工操作中，從支撐結構中的孔隙中釋放出的多余粉末可能會暴露在切割界面的火花中。

雖然嚴格來說不是灰塵，但在加工過程中排放的紙張顆粒——尤其是軋制、展開、壓延/分切和紙張切割——也已知會造成爆炸危險。 受此類危險影響的封閉造紙廠區域通常保持非常高的空氣濕度，以減少空氣中紙粉塵爆炸的可能性。

在特 效煙火中，石松粉和植脂末是產生安全、可控的火焰效果的兩種常用方法。

為了支持快速燃燒，粉塵必須由具有高表面積體積比的非常小的顆粒組成，從而使所有顆粒的總表面積或組合表面積與較大顆粒的粉塵相比非常大。 粉塵被定義為顆粒直徑小于約 500 微米的粉末，但由于所有顆粒的總表面積較大，較細的粉塵將比粗顆粒帶來更大的危害。

低于某個值，即爆炸下限 (LEL)，粉塵不足以支持以爆炸所需的速度燃燒。