2018年安全工程师《生产技术》第四章：第一节火灾爆炸事故机理_第2页

　　混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂，在0.1~2.0Mpa的压力下，对爆炸下限影响不大，对爆炸上限影响较大;当大于2.0Mpa时，爆炸下限变小，爆炸上限变大，爆炸范围扩大。

　　把爆炸范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。

　　因此，密闭设备进行减压操作对安全是有利的。

　　3、惰性介质的影响

　　若在混合气体中加入惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸汽、氩、氦等)，随着惰性气体含量的增加，爆炸极限范围缩小。当惰性气体的浓度增加到某一数值时，使爆炸上下限趋于一致，使混合气体不发生爆炸。

　　4、爆炸容器对爆炸极限的影响

　　若容器材料的传热性好，管径越细，火焰在其中越难传播，爆炸极限范围变小。当容器直径或火焰通道小到某一数值时，火焰就不能传播下去，这一直径称为临界直径或最大灭火间距。如甲烷的临界直径为0.4~0.5mm，氢和乙炔为0.1~0.2mm。目前一般采用直径为50mm的爆炸管或球形爆炸容器。

　　5、点火源的影响

　　当点火源的活化能量越大，加热面积越大，作用时间越长，爆炸极限范围也越大。

　　二)爆炸上限和下限的计算，含有惰性气体组成混合物爆炸极限的计算(掌握)

　　1.爆炸上限和下限的计算

(1)根据完全燃烧反应所需氧原子数，估算碳氢化合物的爆炸下限和上限，其经验公式如下：

　　L下——碳氢化合物的爆炸下限

　　L上——碳氢化合物的爆炸上限

　　N——每摩尔可燃气体完全燃烧所需氧原子数

　　[例题] 试求乙烷在空气中的爆炸上限和下限。

　　[解]写出乙烷的燃烧反应式，求出N值：

　　C2H6+3.5O2=2CO2+3H2O

则N=7，将N值代入式(4-7)

=10.7%得 (2)根据爆炸性混合气体完全燃烧时摩尔分数，确定有机物的爆炸下限及上限。计算公式如下：

　　式中：X0为可燃气体摩尔分数，也就是完全燃烧时在混合气体中该可燃气体的含量。

　　(3)多种可燃气体组成的混合物的爆炸极限计算

由多种可燃气体组成爆炸性混合气体的爆炸极限，可根据各组分的爆炸极限进行计算。其计算公式如下：

　　式中Lm——爆炸性混合气的爆炸极限，%;

　　L1、L2、L3——组成混合气各组分的爆炸极限，%;

　　V1、V2、V3——各组分在混合气中的浓度，%。

　　2.爆炸温度和压力的计算

　　重在了解，鉴于公式掌握较难，以往尚未涉及此类题型，考试要求较低，建议看懂教材即可。

　　爆炸上限和下限的计算，含有惰性气体组成混合物爆炸极限计算

　　考前对公式(4-7)(4-9)和(4-10)(4-11)进行强化记忆。

　　(五)、粉尘爆炸的特点

　　一)粉尘爆炸的机理和特点

　　1、粉尘爆炸机理

　　粉尘爆炸是一个瞬间的连锁反应，属于不定常的气固二相流反应，其爆炸过程比较复杂，它将受诸多因素的制约。当可燃性固体呈粉体状态，粒度足够细，飞扬悬浮于空气中，并达到一定浓度，在相对密闭的空间内，遇到足够的点火能量，就能发生粉尘爆炸。

　　具有粉尘爆炸危险性的物质较多，常见的有金属粉尘(如镁粉、铝粉等)、煤粉、粮食粉尘、饲料粉尘、棉麻粉尘、烟草粉尘、纸粉、木粉、火炸药粉尘等。

　　2、粉尘爆炸的特点

　　(1)粉尘爆炸速度或爆炸压力上升速度比爆炸气体小，但燃烧时间长，产生的能量大，破坏程度大。

　　(2)爆炸感应期较长。

　　(3)有产生二次爆炸的可能性。

　　3、粉尘爆炸的条件

　　(1)粉尘本身具有可燃性

　　(2)粉尘虚浮在空气中并达到一定浓度

　　(3)有足以引起粉尘爆炸的其实能量

　　4、粉尘的爆炸过程(见P197)

　　二)粉尘爆炸的特性及影响因素

　　评价粉尘爆炸危险性的主要特征是：爆炸极限、最小点火能量、最低着火温度、粉尘爆炸压力及压力上升速率。

　　粉尘爆炸极限影响因素主要有：粉尘粒度、分散度、湿度、点火源的性质、可燃气含量、氧含量、惰性粉尘和灰分温度等。一般来说，粉尘粒度越细，分散度越高，可燃气体和氧的含量越大，火源强度、初始温度越高，湿度越低，惰性粉尘及灰分越少，爆炸极限范围越大，粉尘爆炸危险性也就越大。

　　粉尘爆炸压力及压力上升速率(Dp/dt)主要受粉尘粒度、初始压力、粉尘爆炸容器、湍流度等因素的影响。粒度对粉尘爆炸压力上升速率的影响比粉尘爆炸压力大得多。

当粉尘粒度越细，比表面越大，反应速度越快，爆炸上升速率就越大。随初始压力的增大，对密闭容器的粉尘爆炸压力及压力上升速率也增大，当初始压力低于压力极限时(如数十毫巴)，粉尘则不再可能发生爆炸。与可燃气爆炸一样，容器尺寸会对粉尘爆炸压力及压力上升速率有很大的影响。大量可燃粉尘的试验研究表明，当容积≥0.04m3 时，粉尘爆炸强度

　　粉尘爆炸在管道中传播碰到障碍片时，因湍流的影响，粉尘呈漩涡状态，使爆炸波阵面不断加速。当管道长度足够长时，甚至会转化为爆轰。

　　四)燃烧、爆炸的转化

　　爆炸的最主要特征是压力的急剧上升，并不一定着火(发光、放热);而燃烧一定有 发光放热现象，但与压力无特别关系。

　　固体或液体炸药燃烧转化为爆炸的主要条件有三条：

　　①炸药处于密闭的状态下，燃烧产生的高温气体增大了压力，使燃烧转化为爆炸;