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物理与化学爆炸的区别及基础知识

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:物理爆炸是由系统释放物理能引起的爆炸。物理爆炸是机械能释放和转化的过程,参与爆炸的物质只是发生物理状态或压力的变化,其性质和化学成分不发生改变。化学爆炸时,参与爆炸的物质在瞬间发生分解或化合,变成新的爆炸产物。

物理与化学爆炸的区别及基础知识

爆炸是物质发生变化的速度急剧增加,在极短的时间内放出大量能量的现象。也就是说爆炸是物质系统的一种极为迅速的物理的或化学的能量释放或转化过程,是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在有限的体积和极短的时间内,骤然释放或转化的现象。在这种释放和转化的过程中,系统的能量将转化为机械能以及光、声和热的辐射等。

1.爆炸的分类

爆炸可分为三类:即物理爆炸、化学爆炸和核爆炸

1)物理爆炸。物理爆炸是由系统释放物理能引起的爆炸。例如:蒸汽锅炉当蒸汽压力超过锅炉能承受的程度时,锅炉破裂,高压蒸汽骤然释放出来形成爆炸(这就是人们常说的锅炉爆炸)。物理爆炸是机械能释放和转化的过程,参与爆炸的物质只是发生物理状态或压力的变化,其性质和化学成分不发生改变。

2)化学爆炸。化学爆炸是物质在瞬间的化学变化引起的爆炸,如炸药爆炸、可燃气体爆炸、悬浮于空气中的粉尘(煤粉、面粉等)以一定的比例与空气混合时,在一定的条件下所产生的爆炸也属于化学爆炸。化学爆炸时,参与爆炸的物质在瞬间发生分解或化合,变成新的爆炸产物。

3)核爆炸。核爆炸是爆炸中最为强烈的一种,核爆炸就是核裂变核聚变反应所释放出的巨大核能引起的,同时产生极强的冲击波、光辐射和粒子的贯穿辐射等,比炸药爆炸具有更大的破坏力。

2.物质的爆炸极限

爆炸极限是表征可燃气体、蒸气、可燃粉尘危险性的主要参数。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,遇到火源发生爆炸的浓度范围称为爆炸极限。将这一浓度范围的混合气体(或粉尘)称作爆炸性混合气体(或粉尘)。

可燃气体、蒸气的爆炸极限一般用可燃气体或蒸气在混合气体中的所占体积分数来表示。

可燃粉尘的爆炸极限用混合物的质量浓度(g/m3)来表示。(www.xing528.com)

当可燃性气体、蒸气或粉尘的浓度小于爆炸下限时,混合物中含有过量的空气,可燃物浓度不足,反应不能延续下去。同样,当可燃性气体(或粉尘)的浓度大于爆炸上限时,则有过量的可燃物,因氧气不足而阻止了火焰的蔓延。

3.爆炸极限的影响因素

爆炸极限值不是一个物理常数,它随条件的变化而变化。在判断某一工艺条件下的爆炸危险性时,需要根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限,如在火药、起爆药、炸药烘干房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的,在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同;其他因素如点火源的能量,容器的形状、大小,火焰的传播方向,惰性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。下面分别说明这几种影响:

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,则爆炸下限越低,上限越高,爆炸危险性增加。

2)压力的影响:一般而言,初始压力增大,气体爆炸极限也变大,爆炸危险性增加。

3)惰性介质的影响:若在混合气体中加入惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氦等),随着惰性气体含量的增加,爆炸极限范围缩小,推迟、减缓或阻止爆炸。

4)点火源的影响:点火源的活化能量越大,加热面积越大,作用时间越长,爆炸极限范围也越大,爆炸危险性增加。

5)爆炸容器的材料、尺寸对爆炸极限的影响:若容器的材料的传热性好、管径越细、火焰(或其他爆炸物质)在其中越难传播,爆炸极限范围变小。反之变大,爆炸危险性增加。

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