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爆炸極限影響因素

  
評論: 更新日期:2011年04月22日

 壓力

  混合氣體的壓力對爆炸極限有很大的影響,壓力增大,爆炸極限區(qū)間的寬度一般會增加,爆炸上限增加,略使爆炸下限下降。這是因為系統(tǒng)壓力增高,其分子間距更為接近,碰撞幾率增高,因此使燃燒的最初反應和反應的進行更為容易,所以壓力升高,爆炸危險性增大。反之,壓力降低,則爆炸極限范圍縮小。

  待壓力降至某值時,其下限與上限重合,此時的最低壓力稱為爆炸的臨界壓力。若壓力降至臨界壓力以下,系統(tǒng)就不爆炸。因此,在密閉容器內(nèi)進行減壓(負壓)操作對安全生產(chǎn)有利。

  需要說明的是,壓力的變化對爆炸上限影響很大,但爆炸下限的變化不明顯,而且不規(guī)則。各個文獻間的計算結(jié)果有一定的差距。

   溫度

  常溫下爆炸極限數(shù)據(jù)已很充足,然而摩擦生熱、燃燒熱等通過熱傳導、輻射、對流可以使環(huán)境溫度高于常溫。在實際生產(chǎn)部門中,非常溫下(高于室溫)可燃氣體被預期或非預期引爆的例子屢見不鮮,因此測定非常溫下爆炸極限具有非常重要的意義。

  一般來說,爆炸性氣體混合物的溫度越高,則爆炸極限范圍越大,即:爆炸下限降低,上限增高。因為系統(tǒng)溫度升高,其分子內(nèi)能增加,使更多的氣體分子處于激發(fā)態(tài),原來不燃的混合氣體成為可燃、可爆系統(tǒng),所以溫度升高使爆炸危險性增大。

  燃氣的種類及化學性質(zhì)

  可燃氣體的分子結(jié)構(gòu)及其反應能力,影響其爆炸極限。對于碳氫化合物而言,具有 C—C 型單鍵相連的碳氫化合物,由于碳鍵牢固,分子不易受到破壞,其反應能力就較差,因而爆炸極限范圍??;而對于具有 C≡C 型三鍵相連的碳氫化合物,由于其碳鍵脆弱,分子很容易被破壞,化學反應能力較強,因而爆炸極限范圍較大;對于具有 C = C 型二鍵相連的碳氫化合物,其爆炸極限范圍位于單鍵與三鍵之間。

  對于同一烴類化合物,隨碳原子個數(shù)的增加,爆炸極限的范圍隨之變小。爆炸極限還與導熱系數(shù)(導溫系數(shù))有關(guān),導熱系數(shù)越大,其導熱越快,爆炸極限范圍也就越大。

  惰性氣體及雜質(zhì)

  可燃氣體中含有N2等惰性氣體時,隨著N2 量的增加,爆炸下限增加,爆炸上限減小,爆炸極限范圍相應縮小。N2對爆炸上限有明顯的影響,對爆炸下限影響較小。

  N2對氣體爆炸極限的影響機理主要為稀釋氧氣濃度、隔離氧氣與燃氣的接觸(窒息作用)、冷卻和化學作用。前3種抑制作用主要是物理作用。惰性氣體濃度加大時,氧濃度相對減少,而在達到爆炸上限時氧的濃度本來就很小,惰性氣體濃度稍微增加,就會產(chǎn)生很大影響,導致爆炸上限劇烈下降。

  對于有氣體參與的反應,雜質(zhì)也有很大的影響。例如,少量的硫化氫會大大降低水煤氣和混合氣體的燃點,并因此促使其爆炸;而當可燃氣體中含有鹵代烷時,則能顯著縮小爆炸極限的范圍,提高爆炸下限和點火能。因此,氣體滅火劑大部分都是鹵代烷。

   燃氣與空氣混合的均勻程度

  當燃氣與空氣充分混合均勻的條件下,若某一點的燃氣濃度達到爆炸極限時,整個混合空間的燃氣濃度都達到爆炸極限,燃燒或爆炸反應在整個混合氣體空間同時進行,其反應不會中斷,因此爆炸極限范圍大;但當混合不均勻時,就會產(chǎn)生在混合氣體內(nèi)某些點的燃氣濃度達到或超過爆炸極限,而另外一些點的燃氣濃度達不到爆炸極限,燃燒或爆炸反應就會中斷,因此,爆炸極限范圍就變小。

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