?

??? 一般情況下，隨初始壓力的升高，爆炸上限明顯提高，但在已知的可燃?xì)怏w中，CO隨初始壓力的增加，爆炸上限降低；初始壓力降低，爆炸極限范圍縮小。當(dāng)初始壓力降低至某個定值時，爆炸上、下限重合，此時的壓力稱為爆炸臨界壓力。低于爆炸臨界壓力的系統(tǒng)不爆炸，因此在密閉容器內(nèi)減壓操作對安全有利。
??? 在0.1～1.0MPa內(nèi)，低碳?xì)浠衔镌谘鯕庵斜ㄉ舷蘅捎靡韵聦?shí)驗式進(jìn)行比較準(zhǔn)確的計算^[4]。
??? 甲烷：L_h=56.0(p-0.9)^0.040 (1)
??? 乙烷：L_h=52.5(p-0.9)^0.045 (2)
??? 丙烷：L_h=47.7(p-0.9)^0.042 (3)
??? 乙烯：L_h=64.O(p-0.9)^0.083 (4)
??? 丙烯：L_h=43.5(p-0.9)^0.095 (5)
式中 L_h——可燃?xì)怏w爆炸上限，％
???? p——絕對壓力，MPa
??? 目前有關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表的關(guān)于燃?xì)獗O限的數(shù)據(jù)，多數(shù)是用小的點(diǎn)火源(多數(shù)起爆能量<100J)和比較小的爆炸容器(O.001～0.005m³)，而且在常溫下進(jìn)行測定。有關(guān)研究結(jié)果表明，起爆能量為10kJ、爆炸容器容積為1m³時，確定的參數(shù)接近實(shí)際情況。因此，在選用有關(guān)燃?xì)獗O限參數(shù)時，應(yīng)弄清楚測試條件，并考慮安全系數(shù)?？紤]到燃?xì)馀c空氣的混合均勻性以及由實(shí)驗測定的爆炸極限與實(shí)際有差別，因此我國《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》規(guī)定燃?xì)庑孤┑娇諝庵?，達(dá)到爆炸下限的20％時應(yīng)能覺察或報警；液化石油氣混空氣中液化石油氣的含量必須超過爆炸上限的1.5倍。
2 燃?xì)獗O限的估算
??? 燃?xì)獗O限的計算方法有多種，主要根據(jù)完全燃燒反應(yīng)所需的氧原子數(shù)、化學(xué)計量比體積分?jǐn)?shù)和燃燒熱等計算出近似值。目前文獻(xiàn)^{[1～4、7～13]}介紹的典型可燃?xì)怏w爆炸極限的經(jīng)驗計算公式分別適用于單組分的純可燃?xì)怏w、全部為可燃成分的混合氣體以及含有CO₂、N₂及蒸汽3種惰性氣體的混合可燃?xì)怏w。
??? ①單組分純可燃?xì)怏w
??? a.按完全燃燒反應(yīng)所需的氧原子數(shù)根據(jù)可燃?xì)怏w燃燒反應(yīng)所需的氧原子數(shù)和熱平衡，考慮空氣中的氧含量，推算出可燃?xì)怏w的爆炸極
限^[1、4]。
??? 爆炸下限：
???????? ?(6)
??? 爆炸上限：??? (7)

式中 L₁——可燃?xì)怏w爆炸下限，％
???? N——可燃?xì)怏w完全燃燒反應(yīng)所需的氧原子數(shù)，對烴類N≥4
??? 上述2式一般只適用于烷烴碳?xì)浠衔锉O限的估算，不適用于H₂、CO氣體的計算。常用燃?xì)獗O限按燃燒反應(yīng)所需氧原子數(shù)的計算結(jié)果見表5。從結(jié)果可以看出，對烷烴氣體爆炸下限計算較為準(zhǔn)確，在實(shí)際工程中可采用；對其他氣體計算結(jié)果誤差較大，不可采用。

??? b.按化學(xué)計量比體積分?jǐn)?shù)
??? 化學(xué)計量比體積分?jǐn)?shù)就是可燃?xì)怏w完全燃燒，按化學(xué)反應(yīng)方程式計算出的可燃?xì)怏w-空氣混合物中可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)?？扇?xì)怏w的化學(xué)計量比體積分?jǐn)?shù)與其熱值有關(guān)，熱值高的可燃?xì)怏w其燃燒反應(yīng)所需的理論空氣量大，由于可燃?xì)怏w熱值與燃燒反應(yīng)所需的理論空氣量的比值基本相同，因此可燃?xì)怏w的爆炸極限與化學(xué)計量比體積分?jǐn)?shù)的比值應(yīng)該相同，根據(jù)這一理論通過實(shí)驗數(shù)據(jù)回歸得出了以下關(guān)系式^[1、4]。
??? 爆炸下限：L₁=O.55_st (8)
??? 爆炸上限：L_h=4.8L?? (9)

式中 L_st——燃?xì)獾幕瘜W(xué)計量比體積分?jǐn)?shù)，％
??? 式(8)、(9)只適用于鏈烷烴碳?xì)浠衔锉O限的估算，不適用于H₂、CO、烯烴和炔烴等可燃?xì)怏w的計算。常用燃?xì)獗O限按化學(xué)計量比體積分?jǐn)?shù)的計算結(jié)果見表6。從結(jié)果可以看出，對烷烴氣體爆炸極限計算較為準(zhǔn)確，一般爆炸下限略大于實(shí)驗值，爆炸上限略小于實(shí)驗值，相對誤差大多小于10％。

??? ②多組分可燃混合氣體
??? 對于多組分可燃?xì)怏w的爆炸極限可用混合法則估算，當(dāng)已知每種氣體的體積分?jǐn)?shù)和爆炸極限時，其體積分?jǐn)?shù)與爆炸極限之比的和等于混合氣體總爆炸極限的倒數(shù)^{[1、24、7～13]}，即：

?

式中 L——可燃?xì)怏w的爆炸上(下)限，％
???? φ_i——各可燃?xì)怏w體積分?jǐn)?shù)，％
???? L_i——各組分可燃?xì)怏w的爆炸上(下)限，％
???? n——可燃?xì)怏w的組分?jǐn)?shù)
???? 根據(jù)可燃?xì)怏w組分的不同分以下3種情況計算^[1～3]：a.純可燃?xì)怏w直接用式(6)、(7)或式(8)、(9)計算。b.可燃混合氣體含有惰性氣體時，惰性氣體對可燃?xì)怏w爆炸極限有抑制作用，隨惰性氣體的含量增加，爆炸極限范圍變窄，當(dāng)惰性氣體含量超過一定值，變?yōu)椴豢扇細(xì)怏w。在石油化工和燃?xì)庑袠I(yè)^[1～4]，目前都采用如下方法計算：將某一惰性氣體組分與某一可燃組分組合起來作為可燃?xì)怏w中的一種組分，其體積分?jǐn)?shù)為二者之和，然后根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)上發(fā)表的C₂H₆、C₃H₈、C₃H₆、C₄H₁₀、C₆H₆等8種可燃?xì)怏w與CO₂、N₂及蒸汽3種惰性氣體的混合爆炸極限圖，查得調(diào)整后各組分的爆炸極限，再用式(10)計算。c.混合氣體中含有O₂時，可認(rèn)為混入了空氣，先扣除含氧量以及按空氣氧氮比例求得的氮含量，重新調(diào)整可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)，再按上述步驟b計算其爆炸極限。
??? 對煤制氣、天然氣和液化石油氣等混合氣計算比較準(zhǔn)確，而對H₂與C₂H₄、H₂與H₂S、CH₄與H₂S等混合氣體的計算誤差較大。當(dāng)不同氣體以等體積分?jǐn)?shù)混合時，H₂、CO和CH₄混合氣體爆炸極限的實(shí)驗值與計算值見表7。
表7 H₂、CO和CH₄混合燃?xì)獗O限的計算結(jié)果
Tab．7 Calculated result of explosion limits of H₂，
CO and CH₄ mixture

燃?xì)?/font>	實(shí)驗值 (下限/上限)	計算值 (下限/上限)	相對偏差 (下限/上限)
H2/CO	6.05/71.80	6.20/72.20	-2.5/-0.56
CO/CH4	7.70/22.80	7.75/25.00	-0.65/-9.65
H2/CO/CH4	5.70/26.90	6.60/32.40	-15.78/20.44

??? 此外還可用下式估算含有惰性氣體的可燃?xì)怏w爆炸極限：

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