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防火防爆基本知识——爆炸

  
评论: 更新日期:2012年12月06日
三、爆炸极限
1. 爆炸极限的意义
可燃物进入空气中,与空气混合达到一定浓度时,在点火源的作用下会发生爆炸。如一氧化碳的爆炸极限是12.5%~74.5%。一氧化碳在空气中的浓度小于12.5%时,用火去点,这种混合物不燃烧也不爆炸;当一氧化碳在空气中的浓度达到12.5%时,混合物遇点火源能轻度爆炸;当空气中的一氧化碳浓度稍高于29.5%时,接触火源会发生威力很大的爆炸;当一氧化碳浓度达到74.5%,爆炸现象与浓度为12.5%时差不多;浓度超过74.5%时,遇火源则不燃烧、不爆炸。
2. 爆炸极限的影响因素
各种不同的可燃气体和可燃液体蒸气,由于它们的理化性质的不同,因而具有不同的爆炸极限。一种可燃气体或可燃液体蒸气的爆炸极限,也不是固定不变的,它们受温度、压力、氧含量、惰性介质、容器的直径等因素的影响。
(1) 温度的影响 混合气体的原始温度越高,则爆炸下限降低,上限增高,爆炸极限范围扩大。因为系统温度升高,分子内能量增加,使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。所以,系统温度升高,爆炸危险性增加。
(2) 氧含量的影响 混合物中含氧量增加,一般对爆炸下限影响不大,因为在下限浓度时氧气对于可燃气是过量的。由于在上限浓度时含氧量相对不足,所以增加氧含量会使惰性气体氮气减少,散热损失减少,爆炸上限增加。
(3) 惰性介质的影响 如果在爆炸混合物中加入不燃烧的惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氢、氮等),随着惰性气体所占体积分数的增加,爆炸极限范围则缩小,惰性气体的含量提高到一定浓度时,可使混合物不能爆炸。一般情况下,惰性气体对混合物爆炸上限的影响较之对下限的影响更为显著。因为惰性气体浓度加大,可燃成分相对减少,故惰性气体含量稍微增加一点即产生很大影响,而使爆炸上限大幅下降。
(4) 初始压力的影响 混合物的初始压力对爆炸极限有很明显的影响,其爆炸极限的变化也比较复杂。一般来说,压力增大,爆炸极限范围也扩大,尤其是爆炸上限显著提高。这是因为系统压力增高,使分子间距更为接近,碰撞概率增高,使燃烧反应更为容易进行。压力降低,则爆炸极限范围缩小。当压力降到某值时,则爆炸上限与爆炸下限重合,此时对应的压力称为爆炸的临界压力。
(5) 容器 充装容器的材质、尺寸等对物质爆炸极限均有影响。实验证明,容器管直径越小,爆炸极限范围越小。当管径小到一定程度时,火焰因不能通过而被熄灭。关于材料的影响,例如氢和氟在玻璃器皿中混合,即使放在液态空气温度下于黑暗中也会发生爆炸,而在银制器皿中要到常温下才能发生反应。
(6) 点火源 点火源的性质对爆炸极限有很大的影响。如果点火源的强度高,热表面的面积就大,点火源与混合物的接触时间长,就会使爆炸极限扩大,其爆炸危险性也就增加。如火花的能量、热表面的面积、火源与混合物的接触时间等,对爆炸极限均有影响。
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