影響爆炸極限的因素
混合系的組分不同,爆炸極限也不同。同一混合系,由于初始溫度、系統(tǒng)壓力、惰性介質(zhì)含量、混合系存在空間及器壁材質(zhì)以及點火能量的大小等的都能使爆炸極限發(fā)生變化。一般規(guī)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、上限升高。因為系統(tǒng)溫度升高,分子內(nèi)能增加,使原來不燃的混合物成為可燃、可爆系統(tǒng)。系統(tǒng)壓力增大,爆炸極限范圍也擴大,這是由于系統(tǒng)壓力增高,使分子間距離更為接近,碰撞幾率增高,使燃燒反應(yīng)更易進行。壓力降低,則爆炸極限范圍縮?。划?dāng)壓力降至一定值時,其上限與下限重合,此時對應(yīng)的壓力稱為混合系的臨界壓力。壓力降至臨界壓力以下,系統(tǒng)便不成為爆炸系統(tǒng)(個別氣體有反常現(xiàn)象)。混合系中所含惰性氣體量增加,爆炸極限范圍縮小,惰性氣體濃度提高到某一數(shù)值,混合系就不能爆炸。容器、管子直徑越小,則爆炸范圍就越小。當(dāng)管徑(火焰通道)小到一定程度時,單位體積火焰所對應(yīng)的固體冷卻表面散出的熱量就會大于產(chǎn)生的熱量,火焰便會中斷熄滅?;鹧娌荒軅鞑サ?大管徑稱為該混合系的臨界直徑。點火能的強度高、熱表面的面積大、點火源與混合物的接觸時間不等都會使爆炸極限擴大。除上述因素外,混合系接觸的封閉外殼的材質(zhì)、機械雜質(zhì)、光照、表面活性物質(zhì)等都可能影響到爆炸極限范圍。
爆炸極限與可燃物的危害
可燃性混合物的爆炸極限范圍越寬、爆炸下限越低和爆炸上限越高時,其爆炸危險性越大。這是因為爆炸極限越寬則出現(xiàn)爆炸條件的機會就多;爆炸下限越低則可燃物稍有泄漏就會形成爆炸條件;爆炸上限越高則有少量空氣滲入容器,就能與容器內(nèi)的可燃物混合形成爆炸條件。應(yīng)當(dāng)指出,可燃性混合物的濃度高于爆炸上限時,雖然不會著火和爆炸,但當(dāng)它從容器或管道里逸出,重新接觸空氣時卻能燃燒,仍有發(fā)生著火的危險。
爆炸極限的表示
爆炸極限的單位氣體或蒸氣的爆炸極限的單位,是以在混合物中所占體積的百分比(%)來表示的,如氫與空氣混合物的爆炸極限為4%~75%。可燃粉塵的爆炸極限是以混合物中所占體積的質(zhì)量比g/m^3來表示的,例如鋁粉的爆炸極限為40g/m^3。
可燃性蒸氣的爆炸極限值是由可燃液體表面產(chǎn)生的蒸氣濃度決定的。對于可燃液體而言,爆炸下限濃度對應(yīng)的閃點溫度又可以稱為爆炸下限溫度;爆炸上限濃度對應(yīng)的液體溫度又可以稱為爆炸上限溫度。
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