第三章 爆炸

　　學習要求：

　　了解爆炸的定義和分類，

　　理解爆炸濃度極限與溫度極限的概念與應用，

　　掌握常見爆炸危險源的特征及爆炸形成機理。

　　3.1 爆炸的概念及分類

　　一、爆炸

　　爆炸物質由一種狀態(tài)迅速轉變成另一種狀態(tài)，并在瞬間放出大量能量，同時產生具有聲響的現(xiàn)象叫做爆炸。爆炸也可視為氣體或蒸汽在瞬間劇烈膨脹的現(xiàn)象。

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　　二、爆炸的分類

　　1)物理爆炸：物質因狀態(tài)或壓力發(fā)生突變而形成的爆炸叫物理爆炸，爆炸前后物質的化學成分不改變，可直接或間接產生火災。

　　2)化學爆炸：化學爆炸是指由于物質急劇氧化或分解產生溫度、壓力增加或兩者同時增加而形成的爆炸現(xiàn)象，能直接造成火災。

　　3)核爆炸：由于原子核裂變或聚變反應，釋放出核能所形成的爆炸，稱為核爆炸。

　　2)化學爆炸

　�、僬ㄋ幈�炸：炸藥是為了完成可控制爆炸而特別設計制造的物質，絕大多數(shù)炸藥不需外界供氧，但需要外界點火源引起。

　　炸藥爆炸屬于凝聚體系爆炸，化學反應速度極快。

　　爆炸產物的直接作用、沖擊波、外殼破片。

　�、诳扇細怏w爆炸：指物質以氣體、蒸氣狀態(tài)所發(fā)生的爆炸。氣體爆炸由于受體積能量密度的制約，爆炸威力相對較小。

　　混合氣體爆炸：指可燃氣(或液體蒸汽)和助燃性氣體的混合物在點火源作用下發(fā)生的

　　爆炸可燃氣與空氣組成的混合氣體遇火源能發(fā)生爆炸的濃度范圍稱為爆炸極限。

　　氣體單分解爆炸：指單一氣體在一定壓力作用下發(fā)生分解反應并產生大量反應熱，使氣態(tài)物膨脹而引起的爆炸。

　　氣體單分解爆炸的發(fā)生需要滿足一定的壓力和分解熱的要求。能使單一氣體發(fā)生爆炸的最低壓力值稱為臨界壓力。

　　③可燃粉塵爆炸：懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及火源時發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。

　　粉塵爆炸的條件：

　　粉塵具有爆炸性;

　　懸浮在空氣中并與空氣混合并達到爆炸濃度;

　　足以引起爆炸的引火源。

　　粉塵爆炸的過程：

　　干餾或氣化--與空氣混合--熱量傳遞附近的粉塵。

　　粉塵爆炸的特點：

　　連續(xù)性爆炸是粉塵爆炸的最大特點;

　　粉塵爆炸所需的最小點火能量較高;

　　與可燃氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時間長，釋放的能量大，破壞力強。

　　影響粉塵爆炸的因素

　　顆粒的尺寸：比表面積;

　　粉塵濃度：爆炸極限;

　　空氣的含水量：最小點火能量;

　　含氧量：爆炸極限;

　　可燃氣體含量。

　　3.2 爆炸極限

　　一、氣體和液體蒸汽的爆炸極限

　　1)氣體和液體的爆炸極限通常用體積百分比%表示;

　　2)影響爆炸極限的因素：

　　火源能量的影響：火源能量越大，爆炸極限范圍越寬;

　　初始壓力的影響：初始壓力增加，爆炸范圍增大(干燥的 CO 除外);

　　初始溫度的影響：初始溫度越高，爆炸極限范圍越寬;

　　惰性氣體的影響：加入惰性氣體，爆炸極限范圍變窄。

　　二、可燃粉塵的爆炸極限

　　粉塵的爆炸極限通常用單位體積中粉塵的質量(g/m³)表示。通常只考慮粉塵的爆炸下限。

　　三、爆炸混合物濃度與危險性的關系

　　可燃物質的濃度稍高于化學當量比時，可燃物質與空氣中的氧發(fā)生充分反應，放出的熱量最多，產生的壓力最大。

　　四、爆炸極限在消防上的應用

　　爆炸極限是評定可燃氣體火災危險性大小的依據(jù)

　　爆炸極限是評定氣體生產、儲存場所火險類別的依據(jù)，也是選擇電氣防爆型式的依據(jù);

　　根據(jù)爆炸極限可以確定建筑物耐火等級、層數(shù)、面積、防火墻占地面積、安全疏散距離和滅火設施;

　　根據(jù)爆炸極限，確定安全操作規(guī)程。

　　3.3 爆炸危險源

　　發(fā)生爆炸必須具備兩個基本要素，一是爆炸介質，二是引爆能源，兩者缺一不可。

　　一、引起爆炸的直接原因

　　1)物料原因：生產中使用的原料、中間體和產品大多是有火災、爆炸危險性的可燃物。

　　2)作業(yè)行為原因：違反操作規(guī)程、違章作業(yè)，生產和生活用火不慎，判斷失誤、操作不當，盲目施工等。

　　3)生產設備原因：設備材料或結構缺陷;由于腐蝕、超溫、超壓等而致出現(xiàn)破損、失靈、機械強度下降、運轉摩擦部件過熱等。

　　4)生產工藝原因：物料的加熱方式方法不當;對工藝性火花控制不力;對化學反應型工藝控制不當;對工藝參數(shù)的控制失靈。

　　二、常見爆炸點火源

　　三、最小點火能量

　　每一種氣體爆炸混合物，都有起爆的最小點火能量，低于該能量，混合物就不爆炸，采用 mJ 作為最小點火能量的單位。

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