燃燒和爆轟的傳播機(jī)理也有明顯區(qū)別,燃燒時反應(yīng)區(qū)的能量是通過熱傳導(dǎo)、熱輻射及燃燒氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散作用傳人爆炸物質(zhì)使之引燃;爆轟的傳播是借助于沖擊波對炸藥的強(qiáng)烈沖擊壓縮作用使其引爆的。
燃燒過程的傳播容易受外界條件(如溫度、壓力、風(fēng)向等)的影響,受環(huán)境溫度、壓力條件的影響尤其顯著。如爆炸物質(zhì)在大氣中燃燒進(jìn)行緩慢,而在密閉容器中燃燒的傳播速度急劇加快,有可能發(fā)展成爆炸。所以在密閉容器中發(fā)生失控的燃燒反應(yīng)是非常危險的。與之不同的是爆轟的傳播速度極快,它幾乎不受外界條件的影響,在一定的條件下爆轟速度是一個常數(shù)。
在爆炸物質(zhì)內(nèi)發(fā)生的燃燒和爆炸過程雖有重大區(qū)別,但是也有聯(lián)系。在一定條件下,爆炸物質(zhì)可以由燃燒轉(zhuǎn)化為爆轟。工業(yè)和民用設(shè)施中發(fā)生的爆炸事故,大多數(shù)是從燃燒開始后發(fā)展成爆炸或爆轟的。所以研究燃燒、爆炸、爆轟之間的異同和轉(zhuǎn)化的條件具有重要意義。
(3)爆炸的破壞作用
?、俦ǖ臏囟群蛪毫? 爆炸的溫度和壓力是衡量爆炸過程放出能量多少的兩個重要參數(shù)。各種爆炸性混合物在正常條件下的爆炸壓力大多不超過1000 kPa,溫度大多不超過3000℃,但爆炸后的壓力上升速度相差卻很大,各種可燃?xì)怏w的爆炸壓力和壓力上升速度如表20—2。
顯然,爆炸壓力越高,壓力上升速度越快,則作用在容器、設(shè)備、建筑物上的沖量就越大,其破壞作用也越大。
?、诒芰康墓浪? 通??扇?xì)怏w的燃燒爆炸發(fā)生在容器內(nèi)部、廠房或生產(chǎn)區(qū)域的某一局部空間。這種化學(xué)爆炸放出的能量可以根據(jù)參與反應(yīng)的可燃?xì)怏w量和它的燃燒熱計(jì)算出來。
EB=VQv??? (6)
式中? EB——化學(xué)爆炸時的爆炸能量,kJ;
V——參與反應(yīng)的可燃?xì)怏w在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積,m3;
Qv——可燃?xì)怏w的燃燒熱。
可是,在大多數(shù)情況下,參與反應(yīng)的可燃?xì)怏w的體積是難以計(jì)量的,因而只能進(jìn)行估量。如果混合氣體中含氧量充裕,就只要估計(jì)氣體體積;如果混合氣中可燃?xì)夂亢芨?,含氧濃度低,可燃?xì)獠荒芡耆紵?,那就只要估算能與氧反應(yīng)的可燃?xì)怏w體積。這種估
算方法對發(fā)生在容器內(nèi)的爆炸比較可靠。對在廠房或廠區(qū)空間內(nèi)的爆炸,由于存在氣體間擴(kuò)散程度和可燃?xì)庖萆⒌膯栴},這種估算就比較粗略。顯然,由估算出的可燃?xì)怏w體積算出的爆炸能量也是一個估算值。
?、郾ㄆ茐淖饔玫挠绊懸蛩? 爆炸物質(zhì)在爆炸瞬間放出爆炸能量,這種能量以熱、光、壓力上升、機(jī)械功和沖擊波等形式出現(xiàn),它們具有巨大的破壞作用,破壞力的大小和下列因素有關(guān)。
a.爆炸物的數(shù)量越多,爆炸威力越大,其破壞作用越大。
b.爆炸時的條件對破壞作用有重要作用。爆炸物質(zhì)的初溫越高,壓力越大,爆炸后的破壞作用也越大。由多組分混合而成的爆炸物質(zhì),混合均勻程度越高,破壞作用越大。一些爆炸物質(zhì)在比較弱的點(diǎn)火源作用下,開始只能引起燃燒??墒窃趶?qiáng)的點(diǎn)火源或起爆能的作用下,可以直接引發(fā)爆炸。
c.破壞作用與爆炸物所在的位置有關(guān)。一般來說,發(fā)生在容器內(nèi)、設(shè)備內(nèi)、廠房內(nèi)的爆炸,它的破壞作用比較大。破壞作用的大小也和周圍環(huán)境有關(guān)。若爆炸發(fā)生在自由空間中,從爆炸中心點(diǎn)起,在一定范圍內(nèi),破壞力的傳播是均勻的,能使這個范圍內(nèi)的物
體粉碎和飛散。若環(huán)境中有障礙物,爆炸能量又足夠大,就能把這些障礙物摧毀。