近期，上海化工研究院与《上海安全生产》杂志社联合推出了“安全实验室”栏目，栏目将借助实验的方式真实模拟日常生活或工业生产中常见的、可能引发事故的安全问题。检测中心将开辟专栏，通过文字和图片记录实验过程，并提供一些预防事故的小常识；另外，我们也会将实验过程制作成小视频，共享在各个多媒体平台上，供大家参考。
看过《救火英雄》这部电影的人会对这样一个场景印象深刻：为了拯救同伴，消防队员在面粉厂把一袋袋面粉抛散在空中，帅气地扔下火种后整个面粉厂就爆炸了。
昆山中荣粉尘爆炸事故，让大家见识到了金属粉尘的爆炸威力。像《救火英雄》中的面粉爆炸，很多人很难理解，我们日常生活中常见的面粉也会产生这么大的威力吗？近日，记者带着面粉来到上海化工研究院检测中心过程安全实验室进行模拟实验，直观地感受了面粉的粉尘爆炸的威力。
第一组实验：粉末在堆积状态下的燃烧
-「实验材料」-
面粉、石松子粉、烟火药剂、瓷板、打火枪、香。
-「实验过程」-
研究员分别将面粉、石松子粉、烟火药剂堆成相同的条状，用打火枪或香作为点火源。记者看到，在打火枪持续作用下，堆积的面粉和石松子粉被点燃，但是火焰微弱，持续几秒后便熄灭了。当用香引燃烟火药剂时，则瞬间反应完毕，摄像机仅捕捉到爆炸瞬间的一道亮光。
-「实验解释」-
从本组实验我们可以看出，虽然面粉可以被点燃，但在堆积状态下是比较安全的。对于烟火药剂，其本身内部含有氧化剂，点燃后内部发生快速反应，而面粉需要借助空气中的氧气燃烧，堆积时面粉与氧气未能充分接触，因而反应比较缓慢，燃烧比较温和，随着堆积粉末表面的面粉燃烧后，内部的面粉无法与空气中氧气接触，火焰逐渐熄灭。
第二组实验：粉尘云在开放空间中的爆炸
-「实验材料」-
石松子粉、粉尘扩散器、压缩空气、蜡烛。
-「实验过程」-
研究员将10克石松子粉置于粉尘扩散器中，通过压缩空气将石松子粉扬起，在空气中形成粉尘云，当粉尘云接触到蜡烛火焰的瞬间，粉尘云被点燃，形成巨大的火球，形成爆炸。
-「实验解释」-
本组实验中石松子粉被空气扬起，形成粉尘云，粉末颗粒与空气充分混合，故而发生猛烈的燃烧，形成爆炸，但由于是开放空间，所以并未产生压力累计，形成冲击波。将面粉抛散在空气中，粉尘与空气的接触面就会大大增加，反应速度会很快，燃烧时也会非常猛烈，在现场你能感受到热浪的冲击。
石松子粉也是一种植物粉末，因分散性好，往往比面粉更猛烈，且对人体无害，常被用于制造爆炸效果。电影中的一些爆炸特效场景，很多也是用石松子粉的粉尘爆炸特性来模拟。
第三组实验：粉尘云在密闭空间内的爆炸
-「实验材料」-
有机玻璃容器（规格60cm*40cm*40cm）、粉尘扩散器、蜡烛、压缩空气、吸尘器、面粉等。
-「实验过程」-
实验室研究员称取5克的面粉，以蜡烛作为点火源。将面粉和点燃的蜡烛放进有机玻璃容器内，随后通过压缩空气将粉尘扩散器中的面粉吹起，在容器内部形成粉尘云。可以看到，面粉在容器中分布不均，且比较稀薄，没有发生爆炸。
随后，研究员又称取了10克面粉。按照上述实验步骤，这一次整个容器充满面粉，当面粉接触到蜡烛的火焰时，迅速燃烧，容器内火焰滚滚，形成较弱的爆炸。
研究员第三次称取了30克面粉。实验时记者看到，容器内充斥着浓浓的“白烟”，也就是浓度较高的粉尘云。跟第二次实验相比，记者明显感到这次面粉浓度非常高，以至于连蜡烛的火苗都看不到。而就在粉尘云充满容器后的瞬间，容器里发出“轰”的一声响声，并伴随猛烈的火球。爆炸的冲击力，不仅冲开了泄爆口，而且还震开了容器上方的盖板。
-「实验解释」-
面粉悬浮在空气中，只有到达爆炸浓度时遇到点火源（包括火焰、热表面、静电火花等）才会爆炸。第一次实验中，5克面粉在容器中分布不均匀且浓度较低，无法有效传播爆炸；第二次实验中，10克面粉达到爆炸浓度，发生了较弱的爆炸；第三次实验，面粉浓度达到比较合适的浓度，不仅发生爆炸，还产生了较大的爆炸冲击力。
-第三组实验图片①-
-第三组实验图片②-
-第三组实验图片③-
-第三组实验图片④-
第四组试验：以电火花作为点火源的粉尘爆炸实验
-「实验材料」-
Hartmann管、电火花发生器、压缩空气、面粉
-「实验过程」-
在Hartmann管底部放入1.5克面粉。在压缩空气的作用下，面粉抛散在Hartmann管内，形成粉尘云，粉尘云接触到电火花瞬间发生爆炸，容器内充满火焰。
-「实验解释」-
点火源包括很多种，如明火、静电火花、超声波等；第二和第三组实验中选用明火作为点火源，而第四组试验中采用静电火花作为点火源，工业生产中静电火花是常见的重要点火源。在本组实验中，点燃1.5克面粉的静电火花能量是1焦耳，一般来说面粉的点火能量在几十毫焦左右，干燥冬季时的人体静电即可达到这个能量值，在合适的条件下，人体静电就能引起粉尘爆炸。相比而言，氢气、天然气等可燃气体的最小点火能量就比较小，通常低于1毫焦，生产现场的金属工具或机械间的碰撞生产的火花，都有可能引起可燃气体的爆炸。
在这次的模拟实验中，过程安全实验室为我们演示了生活中常见的面粉的粉尘爆炸威力，并为我们讲解了粉尘爆炸的相关知识。
从第一和第二组实验中我们知道了粉末在堆积与抛散状态的燃烧爆炸特性截然不同，历年来国内外的粉尘爆炸事故也告诉我们，这足以摧毁一座工厂。
从第三组实验我们可以感受到在密闭空间中，粉尘爆炸所产生的压力之大，通过专业的测试仪器，可以测得面粉的爆炸压力可以达到6~7个大气压，而金属粉末爆炸压力更大，可以达到10大气压。同时我们也可以看出，不同浓度的粉尘云爆炸威力也不尽相同，粉尘浓度低到一定的值时，便无法有效传播爆炸，此浓度即我们常说的爆炸极限。
从第四组实验我们了解到，能够引燃粉尘云的不仅限于明火，静电火花亦可以引发粉尘爆炸。常见的点火源包括电火花、静电、摩擦火花、明火、高温物体表面、焊接切割火等。
另外，上海化工研究院「高级工程师肖秋平」还进一步为我们普及了粉尘爆炸的知识，原来影响粉尘爆炸的因素很多，粉末的水分含量和粒度大小对粉末的爆炸特性有较大的影响，而且大部分的植物粉末、有机物、金属粉末均有粉尘爆炸的可能性。具有粉尘爆炸特性的粉末要想形成粉尘爆炸还需一定的条件，包括点火源、氧气、密闭空间、粉尘抛散，再加上粉尘可爆，这便是我们常说的粉尘爆炸五边形。
近年来随着我国工业的快速发展，工业安全越来越受到重视，事故是我们最好的老师，但这需要付出惨痛的代价，今天我们通过小型模拟实验为大家演示粉尘爆炸的危害，后续我们继续联合上海化工研究院为大家带来更多的小型模拟实验，旨在通过这些实验普及我们生活中的安全隐患，提高安全意识。
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