點(diǎn)火源的形式、能量和點(diǎn)火位置

　　可燃混合物的爆炸實(shí)質(zhì)是瞬間的燃燒，而引發(fā)燃爆需要有一定的能量，故而能量特性對(duì)爆炸極限范圍亦有影響。點(diǎn)火源的能量、熱表面的面積、火源與混合氣體的接觸時(shí)間等，對(duì)爆炸極限均有影響。一般來(lái)說(shuō)，能量強(qiáng)度越高，加熱面積越大，作用時(shí)間越長(zhǎng)，點(diǎn)火的位置越靠近混合氣體中心，則爆炸極限范圍越大。不同點(diǎn)火源具有不同的點(diǎn)火溫度和點(diǎn)火能量。如明火能量比一般火花能量大，所對(duì)應(yīng)的爆炸極限范圍就大；而電火花雖然高，如果不是連續(xù)的，點(diǎn)火能量就小，所對(duì)應(yīng)的爆炸極限范圍也小。

　　如甲烷在電壓100 V、電流強(qiáng)度1 A的電火花作用下，無(wú)論濃度如何都不會(huì)引起爆炸。但當(dāng)電流強(qiáng)度增加至2 A時(shí)，其爆炸極限為5．9％～13．6％；3A時(shí)為5．85％～14．8％。對(duì)于一定濃度的爆炸性混合物，都有一個(gè)引起該混合物爆炸的最低能量。濃度不同，引爆的最低能量也不同。對(duì)于給定的爆炸性物質(zhì)，各種濃度下引爆的最低能量中的最小值，稱(chēng)為最小引爆能量，或最小引燃能量。表1列出了部分氣體的最小引爆能量。

?

　　容器的幾何形狀和尺寸

　　充裝容器的材質(zhì)、尺寸等，對(duì)物質(zhì)爆炸極限均有影響。實(shí)驗(yàn)證明，容器直徑越小，爆炸極限范圍越小。這是因?yàn)殡S著管徑的減小，因壁面的冷卻效應(yīng)而產(chǎn)生的熱損失就逐步加大，參與燃燒的活化分子就少，導(dǎo)致燃燒溫度與火焰?zhèn)鞑ニ俣染拖鄳?yīng)降低，當(dāng)管徑（或火焰通道）小到一定程度時(shí)，火焰即不能通過(guò)。這一間距稱(chēng)最大滅火間距，亦稱(chēng)之為臨界直徑，例如，甲烷的臨界直徑為0.4~0.5mm，小于臨界直徑時(shí)就無(wú)爆炸危險(xiǎn)。

　　容器幾何尺寸對(duì)爆炸極限的影響也可以從器壁效應(yīng)得到解釋。燃燒與爆炸是由自由基產(chǎn)生一系列連鎖反應(yīng)的結(jié)果。在燃燒過(guò)程中，只有當(dāng)新生自由基大于消失的自由基時(shí)，燃燒才能繼續(xù)。但隨著管徑的減小，自由基與管道壁的碰撞幾率相應(yīng)增大。當(dāng)尺寸減少到一定程度時(shí)，自由基（與器壁碰撞）銷(xiāo)毀大于自由基產(chǎn)生速度，燃燒反應(yīng)便不能繼續(xù)進(jìn)行。

　　容器材料也有很大的影響，例如氫和氟在玻璃器皿中混合，甚至放在液態(tài)空氣溫度下于黑暗中也會(huì)發(fā)生爆炸，而在銀制器皿中，一般溫度下才能發(fā)生反應(yīng)。

　　 燃?xì)獾臐穸?/strong>

　　當(dāng)可燃?xì)怏w中有水存在時(shí)，燃?xì)獗芰档?，爆炸?qiáng)度減弱，爆炸極限范圍減小。在一定的氣體濃度下，隨著含水量的上升，爆炸下限濃度略有上升，而爆炸上限濃度顯著下降。當(dāng)含水量達(dá)到一定值時(shí)，上限濃度與下限濃度曲線匯于一點(diǎn)，當(dāng)氣體混合物中含水量超過(guò)該點(diǎn)值時(shí)，無(wú)論燃?xì)鉂舛热绾我膊粫?huì)發(fā)生爆炸。

　　其原因在于，混合氣中水含量增大，水分子（或水滴）濃度升高，與自由基或自由原子發(fā)生三元碰撞的幾率也就增大。大量的水分子（或水滴）與自由基或自由原子碰撞而使其失去反應(yīng)活性，導(dǎo)致瓦斯爆炸反應(yīng)能力下降，甚至完全失去反應(yīng)能力。

　　除上述因素外，光對(duì)爆炸極限也有影響。眾所周知，在黑暗中氫與氯的反應(yīng)十分緩慢，但在強(qiáng)光照射下則發(fā)生連鎖反應(yīng)導(dǎo)致爆炸。又如甲烷與氯的混合氣體，在黑暗中長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生反應(yīng)，但在日光照射下，便會(huì)引起激烈的反應(yīng)，如果兩種氣體的比例適當(dāng)則會(huì)發(fā)生爆炸。另外，表面活性物質(zhì)對(duì)某些介質(zhì)也有影響，如在球形器皿內(nèi)于530 ℃時(shí)，氫與氧完全不反應(yīng)，但是向器皿中插入石英、玻璃、銅或鐵棒時(shí)，則發(fā)生爆炸。

　　以上就是對(duì)燃?xì)獗O限影響因素的分析。當(dāng)然，僅僅是主要因素的分析，此外，諸如表面活性介質(zhì)等對(duì)爆炸極限也有影響，相比以上所述各因素，影響較少，故不再贅述。通過(guò)以上分析，我們可以掌握或了解燃?xì)馍a(chǎn)，儲(chǔ)存，輸送過(guò)程中的爆炸危險(xiǎn)因素，弄清諸因素之間的聯(lián)系和變化規(guī)律，從而在工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中采取相應(yīng)的防范措施，防止爆炸事故的發(fā)生。

　　在化工、石油、煤炭等部門(mén)的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸中，可燃?xì)怏w的著火、爆炸是最嚴(yán)重的災(zāi)害性事故。最近幾年，我國(guó)城市天然氣及煤礦瓦斯爆炸重特大事故頻頻發(fā)生，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命造成了巨大損失，直接影響著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。重大事故的不斷發(fā)生，使人們認(rèn)識(shí)到在現(xiàn)代社會(huì)工礦企業(yè)生產(chǎn)中潛伏著巨大的危險(xiǎn)性，因而危險(xiǎn)評(píng)價(jià)越來(lái)越受到人們的重視。實(shí)踐表明，確定危險(xiǎn)性氣體的爆炸極限，提前預(yù)防是防止該類(lèi)事故的基本前提。因此對(duì)燃?xì)獗O限的研究得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。