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如何理解可燃性气体的爆炸极限与危险度?

来源:233网校 2025-07-17 15:31:05
导读:本文将深入探讨可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气(或氧)在一定浓度范围内均匀混合时,遇到火源发生爆炸的浓度范围,即爆炸极限。同时,我们将解释爆炸上限、下限的概念以及危险度H值的计算方法,并分析其对爆炸危险性的影响。

如何理解可燃性气体的爆炸极限与危险度?

当可燃性气体、蒸气或可燃粉尘与空气(或氧)在一定浓度范围内均匀混合,并且遇到火源时,会发生爆炸。这种能够引起爆炸的浓度范围称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限。爆炸极限分为两个部分:爆炸下限和爆炸上限。爆炸下限是指能够引起爆炸的最低浓度,而爆炸上限是指能够引起爆炸的最高浓度。在这两个浓度之间,混合物遇到火源就会发生爆炸。

为了更准确地评估爆炸危险性,我们引入了危险度H的概念。危险度H是通过爆炸上限和下限之差与爆炸下限浓度的比值来表示的。具体计算公式为:

H = (L上 - L下) / L下

其中,L上代表物质的爆炸上限,L下代表物质的爆炸下限。危险度H值越大,表示可燃性混合物的爆炸极限范围越宽,从而爆炸危险性也越大。

例如,假设某可燃气体在空气中爆炸上限是44%,爆炸下限是4%,则该可燃气体的危险度H为:

H = (44% - 4%) / 4% = 10.00

这个例子说明该可燃气体的爆炸极限范围非常宽,危险性很高。

此外,需要指出的是,爆炸极限并不是一个固定的物理常数,它会随着外界条件的变化而变化。主要影响因素包括温度、压力和惰性气体的浓度等。

  1. 温度的影响:混合爆炸气体的初始温度越高,爆炸极限范围越宽。这是因为温度升高会导致活化分子增加,分子和原子的动能也增加,使活化分子具有更大的冲击能量,从而使原来含有过量空气(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度,从而扩大了爆炸极限范围。

  2. 压力的影响:一般而言,初始压力增大,爆炸极限也变大。这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大,反应速度加快,放热量增加,且在高气压下,气体分子间热传导性好,热损失小,有利于可燃气体的燃烧或爆炸。然而,当混合物的初始压力减小时,爆炸极限范围会缩小;当压力降到某一数值时,则会出现下限与上限重合,这时初始压力再降低时,不会使混合气体爆炸。这种将爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。

  3. 惰性气体的影响:向可燃混合气体中加入惰性气体(如氮气),可以有效地降低爆炸极限范围。这是因为惰性气体的存在会稀释可燃物和氧气的浓度,使其难以达到爆炸所需的浓度。

综上所述,爆炸极限是一个重要的安全指标,对于预防和控制火灾爆炸事故具有重要意义。理解和掌握爆炸极限的相关知识,可以帮助我们在实际工作中更好地进行安全管理,避免潜在的爆炸风险。

科目:安全生产技术基础

考点:物质爆炸浓度极限

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