爆炸與防爆：影響爆炸極限的因素（3）
發布時間：2010-01-14 共1頁
1 可燃氣體
1.1 混合系的組分不同，爆炸極限也不同。
1.2 同一混合系，由于初始溫度、系統壓力、惰性介質含量、混合系存在空間及器壁材質以及點火能量的大小等都能使爆炸極限發生變化。
a.溫度影響
因為化學反應與溫度有很大的關系，所以，爆炸極限數據必定與混合物規定的初始溫度有關。初始溫度越高，引起的反應越容易傳播。一般規律是，混合系原始溫度升高，則爆炸極限范圍增大即下限降低，上限增高。但是，目前，還沒有大量的系統實驗結果。因為系統溫度升高，分子內能增加，使原來不燃的混合物成為可燃、可爆系統。
b.壓力影響
系統壓力增高，爆炸極限范圍也擴大，明顯體現在爆炸上限的提高。這是由于壓力升高，使分子間的距離更為接近，碰撞幾率增高，使燃燒反應更容易進行，爆炸極限范圍擴大，特別是爆炸上限明顯提高。壓力減小，則爆炸極限范圍縮小，當壓力降至一定值時，其上限與下限重合，此時的壓力稱為為混合系的臨界壓力，低于臨界壓力，系統不爆炸。
c.惰性氣體含量影響
混合系中惰性氣體量增加，爆炸極限范圍縮小，惰性氣體濃度提高到某一數值時，混合系就不能爆炸。
惰性氣體種類不同，對爆炸極限的影響也不同。以汽油為例，其爆炸極限范圍按氮氣、燃燒廢氣、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂11順序依次縮小。
d.容器、管徑影響
容器、管子直徑越小，則爆炸范圍越小，當管徑小到一定程度時，單位體積火焰所對應的固體冷卻表面散發出的熱量就會大于產生的熱量，火焰便會中斷熄滅。火焰不能傳播的最大管徑稱為臨界直徑。
容器材料也有很大影響，如氫和氟在玻璃器皿中混合，即使在液態空氣溫度下，置于黑暗處仍可發生爆炸，而在銀器中，在一般溫度下才能發生爆炸反應。
e.點火強度影響
點火能的強度高，燃燒自發傳播的濃度范圍也就越寬。尤其是爆炸上限向可燃氣含量較高的方向移動。如甲烷在100V電壓、1A電流火花作用下，無論何種混合比例情況均不爆炸；若電流增加到2A，其爆炸極限為5.9%-13.6%；電流上繁榮昌盛到3A時，其爆炸極限為5.85%-14.8%。
f.干濕度影響
通?？扇細馀c空氣混合物的相對濕度對于爆炸寬度影響雖小，但在極度干燥時，爆炸范圍寬度為最大。
g.熱表面、接觸時間的影響
熱表面的面積大，點火源與混合物的接觸時間長等都會使爆炸極限擴大。
h.除此之外，混合系統接觸的封閉外殼的材質、機械雜質、光照、表面活性物質等都可能影響到爆炸極限范圍。
i.可燃氣體的爆炸上限和氧與氮在空氣中的比例幾乎無關。因為氧和氮的比熱相近，燃燒熱傳遞到這兩種氣體都會導致相同的燃燒溫度，所以，混俁氣體一旦被點燃，過剩的氧是否被氮所取代，無關緊要。
j.在生產實踐中，爆炸上限與空氣中的氧含量有很大的關系。這是由于可燃氣或可燃蒸氣過剩，也就是氧氣不足所致
2 可燃蒸氣
a.可燃蒸氣的爆炸極限是由可燃液體產生的蒸氣濃度決定的。對于可燃液體而言，爆炸下限對應的閃點溫度又可以稱為爆炸下限溫度，爆炸上限濃度對應的液體溫度又可以稱為爆炸上限溫度。
b.可燃蒸氣的爆炸上限和氧與氮在空氣中的比例幾乎無關。原因與上述2.1.2i一樣。
c.爆炸上限與空氣中的氧含量有很大的關系。原因也是由于氧氣不足致使可燃氣或可燃蒸氣過剩。
3 可燃粉塵
3.1 可燃粉塵爆炸機理
粉塵爆炸是因其粒子表面氧化而發生的。其爆炸過程如下：
粒子表面接受熱能時，表面溫度上升；粒子表面的分子產生熱分解或干餾作用成為氣體排放在粒子周圍；該氣體同空氣混合成為爆炸性混合氣體，發火產生火焰；這種火焰產生的熱，進一步促進粉末的分解不斷成為氣相，放出可燃氣體與空氣混合而發火、傳播。
3.2 粉塵爆炸極限受以下因素影響
?。?）粒度 粉塵爆炸下限受粒度的影響很大，粒度越高（粒徑越?。┍ㄏ孪拊降汀?
（2）水分 含塵空氣有水分存在時，爆炸下限提高，甚至失去爆炸性。欲使產品成為不爆炸的混合物，至少使其含50%的水。
（3）氧的濃度 粉塵與氣體的混合物中，氧氣濃度增加將導致爆炸下限降低。
（4）點燃源 粉塵爆炸下限受點燃源溫度、表面狀態的影響。溫度高、表面積大的點燃源，可使粉塵爆炸下限降低。
4 對爆炸極限的正確認識
以上敘述表明，決不可把爆炸特性值看作是物理常數。而在實際工作中，卻有很多人把其當作一個常數，這對處理實際工作中遇到的特殊情況有很大的危害。這些值與測定時所采用的方法有很大的關系。正因如此，同一種氣體，其爆炸極限數值在國內、國外權威部門發布的數據也是有所不同。
但是，這些數值由于本身差別并不大，而在進行氣體監測報警時，更是取其爆炸下限的10%進行報警，因此，差別就更加微小，一般情況下不影響正常使用，但是，作為一個管理者而言，應該知道這個數值的來源，并根據自己的實際情況予以科學掌握使用，特別是在特殊情況下，比如熱表面的面積大、點火源與混合物的接觸時間長的情況下，就應該充分考慮到爆炸極限的擴大。如果一成不變，死搬教條，就易引發事故，影響生產的正常運行。
1.1 混合系的組分不同，爆炸極限也不同。
1.2 同一混合系，由于初始溫度、系統壓力、惰性介質含量、混合系存在空間及器壁材質以及點火能量的大小等都能使爆炸極限發生變化。
a.溫度影響
因為化學反應與溫度有很大的關系，所以，爆炸極限數據必定與混合物規定的初始溫度有關。初始溫度越高，引起的反應越容易傳播。一般規律是，混合系原始溫度升高，則爆炸極限范圍增大即下限降低，上限增高。但是，目前，還沒有大量的系統實驗結果。因為系統溫度升高，分子內能增加，使原來不燃的混合物成為可燃、可爆系統。
b.壓力影響
系統壓力增高，爆炸極限范圍也擴大，明顯體現在爆炸上限的提高。這是由于壓力升高，使分子間的距離更為接近，碰撞幾率增高，使燃燒反應更容易進行，爆炸極限范圍擴大，特別是爆炸上限明顯提高。壓力減小，則爆炸極限范圍縮小，當壓力降至一定值時，其上限與下限重合，此時的壓力稱為為混合系的臨界壓力，低于臨界壓力，系統不爆炸。
c.惰性氣體含量影響
混合系中惰性氣體量增加，爆炸極限范圍縮小，惰性氣體濃度提高到某一數值時，混合系就不能爆炸。
惰性氣體種類不同，對爆炸極限的影響也不同。以汽油為例，其爆炸極限范圍按氮氣、燃燒廢氣、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂11順序依次縮小。
d.容器、管徑影響
容器、管子直徑越小，則爆炸范圍越小，當管徑小到一定程度時，單位體積火焰所對應的固體冷卻表面散發出的熱量就會大于產生的熱量，火焰便會中斷熄滅。火焰不能傳播的最大管徑稱為臨界直徑。
容器材料也有很大影響，如氫和氟在玻璃器皿中混合，即使在液態空氣溫度下，置于黑暗處仍可發生爆炸，而在銀器中，在一般溫度下才能發生爆炸反應。
e.點火強度影響
點火能的強度高，燃燒自發傳播的濃度范圍也就越寬。尤其是爆炸上限向可燃氣含量較高的方向移動。如甲烷在100V電壓、1A電流火花作用下，無論何種混合比例情況均不爆炸；若電流增加到2A，其爆炸極限為5.9%-13.6%；電流上繁榮昌盛到3A時，其爆炸極限為5.85%-14.8%。
f.干濕度影響
通?？扇細馀c空氣混合物的相對濕度對于爆炸寬度影響雖小，但在極度干燥時，爆炸范圍寬度為最大。
g.熱表面、接觸時間的影響
熱表面的面積大，點火源與混合物的接觸時間長等都會使爆炸極限擴大。
h.除此之外，混合系統接觸的封閉外殼的材質、機械雜質、光照、表面活性物質等都可能影響到爆炸極限范圍。
i.可燃氣體的爆炸上限和氧與氮在空氣中的比例幾乎無關。因為氧和氮的比熱相近，燃燒熱傳遞到這兩種氣體都會導致相同的燃燒溫度，所以，混俁氣體一旦被點燃，過剩的氧是否被氮所取代，無關緊要。
j.在生產實踐中，爆炸上限與空氣中的氧含量有很大的關系。這是由于可燃氣或可燃蒸氣過剩，也就是氧氣不足所致
2 可燃蒸氣
a.可燃蒸氣的爆炸極限是由可燃液體產生的蒸氣濃度決定的。對于可燃液體而言，爆炸下限對應的閃點溫度又可以稱為爆炸下限溫度，爆炸上限濃度對應的液體溫度又可以稱為爆炸上限溫度。
b.可燃蒸氣的爆炸上限和氧與氮在空氣中的比例幾乎無關。原因與上述2.1.2i一樣。
c.爆炸上限與空氣中的氧含量有很大的關系。原因也是由于氧氣不足致使可燃氣或可燃蒸氣過剩。
3 可燃粉塵
3.1 可燃粉塵爆炸機理
粉塵爆炸是因其粒子表面氧化而發生的。其爆炸過程如下：
粒子表面接受熱能時，表面溫度上升；粒子表面的分子產生熱分解或干餾作用成為氣體排放在粒子周圍；該氣體同空氣混合成為爆炸性混合氣體，發火產生火焰；這種火焰產生的熱，進一步促進粉末的分解不斷成為氣相，放出可燃氣體與空氣混合而發火、傳播。
3.2 粉塵爆炸極限受以下因素影響
?。?）粒度 粉塵爆炸下限受粒度的影響很大，粒度越高（粒徑越?。┍ㄏ孪拊降汀?
（2）水分 含塵空氣有水分存在時，爆炸下限提高，甚至失去爆炸性。欲使產品成為不爆炸的混合物，至少使其含50%的水。
（3）氧的濃度 粉塵與氣體的混合物中，氧氣濃度增加將導致爆炸下限降低。
（4）點燃源 粉塵爆炸下限受點燃源溫度、表面狀態的影響。溫度高、表面積大的點燃源，可使粉塵爆炸下限降低。
4 對爆炸極限的正確認識
以上敘述表明，決不可把爆炸特性值看作是物理常數。而在實際工作中，卻有很多人把其當作一個常數，這對處理實際工作中遇到的特殊情況有很大的危害。這些值與測定時所采用的方法有很大的關系。正因如此，同一種氣體，其爆炸極限數值在國內、國外權威部門發布的數據也是有所不同。
但是，這些數值由于本身差別并不大，而在進行氣體監測報警時，更是取其爆炸下限的10%進行報警，因此，差別就更加微小，一般情況下不影響正常使用，但是，作為一個管理者而言，應該知道這個數值的來源，并根據自己的實際情況予以科學掌握使用，特別是在特殊情況下，比如熱表面的面積大、點火源與混合物的接觸時間長的情況下，就應該充分考慮到爆炸極限的擴大。如果一成不變，死搬教條，就易引發事故，影響生產的正常運行。
