Page 19 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 李 刚，等： 锂离子电池环境的建构物泄爆研究 第 9 期

另外，本实验选用 D 为 0 4 μm、含碳量（质 8 Volume fraction
5
量分数）为 99% [10] 的石墨粉尘作为样品与 BVG 7 Cumulative 100
fraction
形成杂混物。石墨粉尘粒径如图 1 所示。 6 D [3,2] =2.704 μm 80

1.2 装置 5 4 D 50 =4.706 μm 60
根据 EN 1839:2017 [18] 搭建了实验装置，如 Volume fraction/% 3 40 Cumulative fraction/%
图 2 所示。实验装置的主体是一个直径 210 mm， 2
长径比近似 1 的圆柱形爆炸罐，其容积为 8 L，最 1 20
大承压为 1.0 MPa。在爆炸罐上安装了由电脑采 0 0
0.1 1 10 100
集系统控制的采集范围为 0.1～0.9 MPa、采集频
Particle size distribution/μm
率为 3 000 Hz 的压电式压力传感器。在爆炸罐
图 1 石墨粉尘粒径分布
底部放有一个托盘放置粉尘，容器上方设有管道
Fig. 1 Particle size distribution of graphite dust
连接电磁阀和 50 mL 压力罐。

Vacuum gauge

Pressure sensor

Ignition 50 mL Vacuum tank
electrode

Fuses
Vacuum pump Venting port Electrical control cabinet Pressure acquisition
Dust tray system
Air BVG Air compressor

图 2 8 L 实验测试系统示意图
Fig. 2 8 L experimental testing system

1.3 实验方法
采用分压法制备混合气体，充入 BVG 和预混合空气预混，以形成具有不同体积浓度的 BVG 与空气
混合物。实验点火前向罐体冲入 0.097 MPa（绝对压力）的可燃混合气，压力罐充入 0.6 MPa（相对压力）
的空气，使用时间继电器控制电磁阀释放压力罐中的空气，在保证点火时罐内初始压力与外界大气压一
致的同时，吹起石墨粉尘。容器中间设置了镍铬熔丝点火电极，其点火能量约 10 J。点火器点火时间设
置 为 高 压 空 气 吹 入 900 ms 后 。 所 有 实 验 均 重 复 3 次 ， 取 平 均 值 。 实 验 温 度 为 25 ℃ ， 大 气 压 力 为
0.101 MPa。
在 8 L 柱形罐体中间通过六个螺栓固定一块穿孔碳钢板，每次实验在 8 L 罐体与穿孔碳钢板之间放
置锡纸作为泄压装置实现罐体的泄压，实验泄爆口径 D 等于板孔直径，泄爆口径分别为 10.5、15.0、
21.2、30.0 和 60.0 mm，泄爆装置实物如图 3 所示。
实验前采用向 8 L 罐体内部冲入压缩空气冲破锡纸的方法测定泄爆装置静态动作压力 p （缓慢升
stat
压时泄爆装置的开启压力）。由图 4 可知，当泄爆口径分别为 10.5、15.0、21.2、30.0 和 60.0 mm，且泄爆

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