爆炸極限的基本理論及其影響因素

爆炸極限是表征可燃?xì)怏w、蒸汽和可燃粉塵危險性的主要示性數(shù)。當(dāng)可燃性氣體、蒸氣或可燃粉塵與空氣(或氧)在一定濃度范圍內(nèi)均勻混合，遇到火源發(fā)生爆炸的濃度范圍稱為爆炸濃度極限，簡稱爆炸極限。

將這一濃度范圍的混合氣體(或粉塵)稱作爆炸性混合氣體(或粉塵)。可燃性氣體、蒸氣的爆炸極限一般用可燃?xì)怏w或蒸氣在混合氣體中的所占體積分?jǐn)?shù)來表示;可燃粉塵的爆炸極限是以在混合物中的質(zhì)量濃度(g/m3)來表示。

一般情況下，H值越大，表示可燃性混合物的爆炸極限范圍越寬，其爆炸危險性越大。

可燃性氣體、蒸氣或粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)，遇到熱源(明火或溫度)，火焰瞬間傳播于整個混合氣體(或混合粉塵)空間化學(xué)反應(yīng)速度極快，同時釋放大量的熱，生成很多氣體，氣體受熱膨脹，形成很高的溫度和很大的壓力，具有很強(qiáng)的破壞力。

可燃性氣體、蒸氣或粉塵爆炸極限的概念可以用熱爆炸理論來解釋。當(dāng)可燃性氣體、蒸氣或粉塵的濃度小于爆炸下限時，由于在混合物中含有過量的空氣，過量空氣的冷卻作用及可燃物濃度的不足，導(dǎo)致系統(tǒng)得熱小于失熱，反應(yīng)不能延續(xù)下去;同樣，當(dāng)可燃性氣體(或粉塵)的濃度大于爆炸上限時，則會有過量的可燃物，過量的可燃物不僅因缺氧而不能參與反應(yīng)、放出熱量，反而起冷卻作用，阻止了火焰的蔓延。當(dāng)然，也還有爆炸上限達(dá)100%的可燃?xì)怏w和蒸氣(如環(huán)氧乙烷、硝化甘油等)，可燃性粉塵(如火炸藥粉塵)。這類物質(zhì)在分解時會自身供氧，使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去。隨著氣體壓力和溫度的升高，越容易引起分解爆炸。

爆炸極限值不是一個物理常數(shù)，它是隨實驗條件的變化而變化，在判斷某工藝條件下的爆炸危險性時，需根據(jù)危險物品所處的條件來考慮其爆炸極限，如在火藥、起爆藥、炸藥烘干工房內(nèi)可燃蒸氣的爆炸極限與其他工房在正常溫度下的極限是不一樣的，在受壓容器和在正常壓力下的爆炸極限亦有所不同;其他因素如點火源的能量，容器的形狀、大小，火焰的傳播方向，惰性氣體與雜質(zhì)的含量等均對爆炸極限有影響。