二、爆炸極限
(一)爆炸極限的基本理論及其影響因素
爆炸極限是表征可燃?xì)怏w和可燃粉塵危險性的主要示性數(shù)。當(dāng)可燃性氣體、蒸氣或可燃粉塵與空氣(或氧)在一定濃度范圍內(nèi)均勻混合,遇到火源發(fā)生爆炸的濃度范圍稱為爆炸濃度極限,簡稱爆炸極限。
將這一濃度范圍的混合氣體(或粉塵)稱作爆炸性混合氣體(或粉塵)??扇夹詺怏w、蒸氣的爆炸極限一般用可燃?xì)怏w或蒸氣在混合氣體中的所占體積分?jǐn)?shù)來表示;可燃粉塵的爆炸極限是以在混合物中的質(zhì)量濃度(g/m3)來表示。
可燃性氣體的體積分?jǐn)?shù)及質(zhì)量濃度比在20℃時的換算公式如下:
把能夠爆炸的最低濃度稱作爆炸下限;能發(fā)生爆炸的最高濃度稱作爆炸上限。用爆炸上限與下限濃度之差與爆炸下限濃度之比值表示其危險度H,即:
H=(L上—L下)/L下或H=(Y上—Y下)/Y下(2—3)
例如乙炔濃度,甲烷氣體的危險度為:
H甲烷=(L甲烷上—L甲烷下)/L甲烷下=(15-4.9)/4.9=2.06
H乙炔=(L乙炔上—L乙炔下)/L乙炔下=(80-2.55)/2.55=30.37
H值越大乙炔濃度,表示可燃性混合物的爆炸極限范圍越寬,其爆炸危險性越大。
可燃性氣體、蒸氣或粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)乙炔濃度,遇到熱源(明火或溫度),火焰瞬間傳播于整個混合氣體(或混合粉塵)空間化學(xué)反應(yīng)速度極快,同時釋放大量的熱汽油報警器,生成很多氣體,氣體受熱膨脹,形成很高的溫度和很大的壓力,具有很強(qiáng)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(dāng)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(dǎo)致系統(tǒng)得熱小于失熱,反應(yīng)不能延續(xù)下去;同樣,當(dāng)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(yīng)、放出熱量,反而起冷卻作用,阻止了火焰的蔓延。當(dāng)然,也還有爆炸上限達(dá)100%的可燃?xì)怏w和蒸氣(如環(huán)氧乙烷、硝化甘油等)甲醇檢測儀,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(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。隨著氣體壓力和溫度的升高,越容易引起分解爆炸。
【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
=(15-3)/3=4
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