第三章 爆炸

　　学习要求：

　　了解爆炸的定义和分类，

　　理解爆炸浓度极限与温度极限的概念与应用，

　　掌握常见爆炸危险源的特征及爆炸形成机理。

　　3.1 爆炸的概念及分类

　　一、爆炸

　　爆炸物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生具有声响的现象叫做爆炸。爆炸也可视为气体或蒸汽在瞬间剧烈膨胀的现象。

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　　二、爆炸的分类

　　1)物理爆炸：物质因状态或压力发生突变而形成的爆炸叫物理爆炸，爆炸前后物质的化学成分不改变，可直接或间接产生火灾。

　　2)化学爆炸：化学爆炸是指由于物质急剧氧化或分解产生温度、压力增加或两者同时增加而形成的爆炸现象，能直接造成火灾。

　　3)核爆炸：由于原子核裂变或聚变反应，释放出核能所形成的爆炸，称为核爆炸。

　　2)化学爆炸

　　①炸药爆炸：炸药是为了完成可控制爆炸而特别设计制造的物质，绝大多数炸药不需外界供氧，但需要外界点火源引起。

　　炸药爆炸属于凝聚体系爆炸，化学反应速度极快。

　　爆炸产物的直接作用、冲击波、外壳破片。

　　②可燃气体爆炸：指物质以气体、蒸气状态所发生的爆炸。气体爆炸由于受体积能量密度的制约，爆炸威力相对较小。

　　混合气体爆炸：指可燃气(或液体蒸汽)和助燃性气体的混合物在点火源作用下发生的

　　爆炸可燃气与空气组成的混合气体遇火源能发生爆炸的浓度范围称为爆炸极限。

　　气体单分解爆炸：指单一气体在一定压力作用下发生分解反应并产生大量反应热，使气态物膨胀而引起的爆炸。

　　气体单分解爆炸的发生需要满足一定的压力和分解热的要求。能使单一气体发生爆炸的最低压力值称为临界压力。

　　③可燃粉尘爆炸：悬浮于空气中的可燃粉尘触及火源时发生的爆炸现象。

　　粉尘爆炸的条件：

　　粉尘具有爆炸性;

　　悬浮在空气中并与空气混合并达到爆炸浓度;

　　足以引起爆炸的引火源。

　　粉尘爆炸的过程：

　　干馏或气化--与空气混合--热量传递附近的粉尘。

　　粉尘爆炸的特点：

　　连续性爆炸是粉尘爆炸的最大特点;

　　粉尘爆炸所需的最小点火能量较高;

　　与可燃气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。

　　影响粉尘爆炸的因素

　　颗粒的尺寸：比表面积;

　　粉尘浓度：爆炸极限;

　　空气的含水量：最小点火能量;

　　含氧量：爆炸极限;

　　可燃气体含量。

　　3.2 爆炸极限

　　一、气体和液体蒸汽的爆炸极限

　　1)气体和液体的爆炸极限通常用体积百分比%表示;

　　2)影响爆炸极限的因素：

　　火源能量的影响：火源能量越大，爆炸极限范围越宽;

　　初始压力的影响：初始压力增加，爆炸范围增大(干燥的 CO 除外);

　　初始温度的影响：初始温度越高，爆炸极限范围越宽;

　　惰性气体的影响：加入惰性气体，爆炸极限范围变窄。

　　二、可燃粉尘的爆炸极限

　　粉尘的爆炸极限通常用单位体积中粉尘的质量(g/m³)表示。通常只考虑粉尘的爆炸下限。

　　三、爆炸混合物浓度与危险性的关系

　　可燃物质的浓度稍高于化学当量比时，可燃物质与空气中的氧发生充分反应，放出的热量最多，产生的压力最大。

　　四、爆炸极限在消防上的应用

　　爆炸极限是评定可燃气体火灾危险性大小的依据

　　爆炸极限是评定气体生产、储存场所火险类别的依据，也是选择电气防爆型式的依据;

　　根据爆炸极限可以确定建筑物耐火等级、层数、面积、防火墙占地面积、安全疏散距离和灭火设施;

　　根据爆炸极限，确定安全操作规程。

　　3.3 爆炸危险源

　　发生爆炸必须具备两个基本要素，一是爆炸介质，二是引爆能源，两者缺一不可。

　　一、引起爆炸的直接原因

　　1)物料原因：生产中使用的原料、中间体和产品大多是有火灾、爆炸危险性的可燃物。

　　2)作业行为原因：违反操作规程、违章作业，生产和生活用火不慎，判断失误、操作不当，盲目施工等。

　　3)生产设备原因：设备材料或结构缺陷;由于腐蚀、超温、超压等而致出现破损、失灵、机械强度下降、运转摩擦部件过热等。

　　4)生产工艺原因：物料的加热方式方法不当;对工艺性火花控制不力;对化学反应型工艺控制不当;对工艺参数的控制失灵。

　　二、常见爆炸点火源

　　三、最小点火能量

　　每一种气体爆炸混合物，都有起爆的最小点火能量，低于该能量，混合物就不爆炸，采用 mJ 作为最小点火能量的单位。

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