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2025-06-26 21:42本頁面
【正文】 和很大的壓力，具有很強的破壞力。 可燃性氣體、蒸氣或粉塵爆炸極限的概念可以用熱爆炸理論來解釋。當可燃性氣體、蒸氣或粉塵的濃度小于爆炸下限時，由于在混合物中含有過量的空氣，過量空氣的冷卻作用及可燃物濃度的不足，導致系統(tǒng)得熱小于失熱，反應不能延續(xù)下去；同樣，當可燃性氣體(或粉塵)的濃度大于爆炸上限時，則會有過量的可燃物，過量的可燃物不僅因缺氧而不能參與反應、放出熱量，反而起冷卻作用，阻止了火焰的蔓延。當然，也還有爆炸上限達100％的可燃氣體和蒸氣(如環(huán)氧乙烷、硝化甘油等)，可燃性粉塵(如火炸藥粉塵)。這類物質(zhì)在分解時會自身供氧，使反應持續(xù)進行下去。隨著氣體壓力和溫度的升高，越容易引起分解爆炸。 爆炸極限值不是一個物理常數(shù)，它是隨實驗條件的變化而變化，在判斷某工藝條件下的爆炸危險性時，需根據(jù)危險物品所處的條件來考慮其爆炸極限，如在火藥、起爆藥、炸藥烘干工房內(nèi)可燃蒸氣的爆炸極限與其他工房在正常溫度下的極限是不一樣的，在受壓容器和在正常壓力下的爆炸極限亦有所不同；其他因素如點火源的能量，容器的形狀、大小，火焰的傳播方向，惰性氣體與雜質(zhì)的含量等均對爆炸極限有影響。 1．溫度的影響 混合爆炸氣體的初始溫度越高，爆炸極限范圍越寬，則爆炸下限降低，上限增高，爆炸危險性增加。這是因為在溫度增高的情況下，活化分子增加，分子和原子的動能也增加，使活化分子具有更大的沖擊能量，爆炸反應容易進行，使原來含有過量空氣(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物濃度變成可以使火焰蔓延的濃度，從而擴大了爆炸極限范圍。例如丙酮的爆炸極限受溫度影響的情況見表2—1。2．壓力的影響 混合氣體的初始壓力對爆炸極限的影響較復雜，～MPa的壓力下，對爆炸下限影響不大，對爆炸上限影響較大；MPa時，爆炸下限變小，爆炸上限變大，爆炸范圍擴大。這是因為在高壓下混合氣體的分子濃度增大，反應速度加快，放熱量增加，且在高氣壓下，熱傳導性差，熱損失小，有利于可燃氣體的燃燒或爆炸。甲烷混合氣初始壓力對爆炸極限的影響見表2—2。 值得重視的是當混合物的初始壓力減小時，爆炸極限范圍縮小，當壓力降到某一數(shù)值時，則會出現(xiàn)下限與上限重合，這就意味著初始壓力再降低時，不會使混合氣體爆炸。把爆炸極限范圍縮小為零的壓力稱為爆炸的臨界壓力。甲烷在3個不同的初始溫度下，爆炸極限隨壓力下降而縮小的情況如圖2—4所示。因此，密閉設備進行減壓操作對安全是有利的。 3．惰性介質(zhì)的影響 若在混合氣體中加入惰性氣體(如氮、二氧化碳、水蒸氣、氬、氮等)，隨著惰性氣體含量的增加，爆炸極限范圍縮小。當惰性氣體的濃度增加到某一數(shù)值時，使爆炸上下限趨于一致，使混合氣體不發(fā)生爆炸。這是因為加入惰性氣體后，使可燃氣體的分子和氧分子隔離，它們之間形成一層不燃燒的屏障，而當氧分子沖擊惰性氣體時，活化分子失去活化能，使反應鍵中斷。若在某處已經(jīng)著火，則放出熱量被惰性氣體吸收，熱量不能積聚，火焰不能蔓延到可燃氣分子上去，可起到抑制作用。惰性氣體氬、氦，阻燃性氣體CO2及水蒸氣、四氯化碳的濃度對甲烷氣體爆炸極限的影響如圖2—5所示。 由圖2—5可知混合氣體中惰性氣體濃度的增加，使空氣的濃度相對減少，在爆炸上限時，可燃氣體濃度大，空氣濃度小，混合氣中氧濃度相對減少，故惰性氣體更容易把氧分子和可燃性氣體分子隔開，對爆炸上限產(chǎn)生較大的影響，使爆炸上限劇烈下降。同理混合氣體中氧含量的增加，爆炸極限范圍擴大，尤其對爆炸上限提高得更多?？扇細怏w在空氣中和純氧中的爆炸極限范圍比較見表2—3。4．爆炸容器對爆炸極限的影響 爆炸容器的材料和尺寸對爆炸極限有影響，若容器材料的傳熱性好，管徑越細，火焰在其中越難傳播，爆炸極限范圍變小。當容器直徑或火焰通道小到某一數(shù)值時，火焰就不能傳播下去，這一直徑稱為臨界直徑或最大滅火間距?！玬，～mm。目前一般采用直徑為50mm的爆炸管或球形爆炸容器。 5．點火源的影響 當點火源的活化能量越大，加熱面積越大，作用時間越長，爆炸極限范圍也越大。圖2—6是電點火能量對甲烷、空氣混合氣體爆炸極限的影響。從圖中可以看出，當火花能量達到某一值時，爆炸極限范圍受點火能量的影響較小，如圖2—6中，當點火能量為l0J時，其爆炸極限范圍趨于穩(wěn)定值，為6％～15％。所以，一般情況下，爆炸極限均在較高的點火能量下測得，如測甲烷與空氣混合氣體的爆炸極限時，用10J以上的點火能量，其爆炸極限為5％～15％。 【例題】：乙烷在空氣中的爆炸極限范圍是3～15%，那么乙烷在空氣中爆炸的危險度H是＿＿＿ A1 B2 C.3 D4 【答案】：D 【解析】：根據(jù)H=(L上—L下)/L下 =（153）/3=7 / 7
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