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化学爆炸分类与特点分析

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:按发生的化学反应不同,化学爆炸又可分为三类。这类爆炸不一定发生燃烧,爆炸所需要的热量是由爆炸物自身分解时产生的。例如,三氯化氮60℃时为黄色油状液体,在受振动或在超声波条件下,可分解爆炸,在容积不变的情况下,爆炸时温度可达2128℃,压力高达531.6MPa。例如,硝化甘油类物质爆炸可在万分之一秒内完成,释放大量氧气和热量,其爆炸体积可增大47万倍,从而产生强大的冲击波。爆轰范围的上下限在爆炸极限的上下限之间。

化学爆炸分类与特点分析

(一)按照爆炸的原因分类

(1)核爆炸,由于核反应导致的爆炸。

(2)物理爆炸,仅由物理因素(温度、压力等)引起的爆炸,又称爆裂。

(3)化学爆炸,因物质发生激烈的化学反应而发生的爆炸。任何一种化学爆炸的发生必须具备的条件是:化学反应过程放出热量;反应速度快,放热速率快,放出热量大。此外,反应一般生成气体产物。按发生的化学反应不同,化学爆炸又可分为三类。

①简单分解爆炸,爆炸物自身分解并放热而引起的爆炸。这类爆炸不一定发生燃烧,爆炸所需要的热量是由爆炸物自身分解时产生的。易发生简单分解爆炸的有:叠氮类化合物如叠氮铅(PbN8)、乙炔类化合物如乙炔银(Ag2 C2)、氮卤化物如三氯化氮(NCl3)等。这类物质极不稳定,受振动即可引起爆炸,是非常危险的。例如,三氯化氮60℃时为黄色油状液体,在受振动或在超声波条件下,可分解爆炸,在容积不变的情况下,爆炸时温度可达2128℃,压力高达531.6MPa。爆炸方程式为

某些单一气体,如乙炔、乙烯丙烯臭氧环氧乙烷四氟乙烯一氧化氮二氧化氮等,当分解反应迅速、放热量大时,可以发生简单分解爆炸。该爆炸不需要助燃气体,爆炸点火能的数值随温度和压力升高而降低,温度高容易发生分解爆炸。只有当超过一定压力时才会发生气体分解爆炸,低于该压力爆炸一般不会发生,该压力称气体分解爆炸的临界压力。气体分解爆炸的临界压力可以从有关手册上查到,但是要注意其数值是在一定温度下测定的。例如,当温度达到700℃,压力超过0.14MPa时,乙炔发生分解爆炸,方程式为

②复杂分解爆炸,物质分子在分解反应同时伴随有自身氧化还原燃烧反应的爆炸。例如,TNT、硝化棉、苦味酸和硝化甘油等所有炸药的爆炸都属于复杂分解爆炸。复杂分解爆炸和简单分解爆炸合称热分解爆炸。复杂分解爆炸时大多数有燃烧,所需要的氧由爆炸物分解产生。例如,硝化甘油类物质爆炸可在万分之一秒内完成,释放大量氧气和热量,其爆炸体积可增大47万倍,从而产生强大的冲击波。硝化甘油分解爆炸的方程式为(www.xing528.com)

③爆炸性混合物爆炸,指两种或两种以上物质的混合物发生的爆炸,其中一种为不含氧或含氧极少的可燃物,另一种为含氧较多的助燃物。爆炸性混合物可以是气态、液态、固态或是多相系统。例如,可燃气体、可燃蒸汽、可燃粉尘、可燃液体雾滴等与氧化剂(如空气)按一定比例混合为爆炸性混合物,在点火源的作用下,发生瞬间完成的燃烧反应而发生爆炸。还有一类爆炸品是多相混合爆炸物品,如黑火药,本身是既含可燃物木炭、硫黄,又含氧化剂硝酸钾的混合物。热分解爆炸可以在没有助燃物(空气)存在的情况下发生,而爆炸性混合物爆炸必须有助燃剂,这是二者原则上的区别。

(二)按照爆炸的传播速度分类

(1)轻爆。爆炸的传播速度范围为每秒数十厘米到数米的爆炸过程,一般破坏力和响声不大,如无烟火药在空气中的快速燃烧,还有可燃气体混合物在接近爆炸限时的爆炸。

(2)爆炸。爆炸的传播速度范围为每秒十米到数百米的爆炸过程,有较大破坏力和响声,如可燃气体混合物在爆炸限时的爆炸。

(3)爆轰。爆炸的传播速度范围为每秒1km到数千米的爆炸过程。爆轰时突然产生极高的压力和超音速的冲击波。同时可发生“殉爆”现象,即一种物质的爆炸冲击波引起邻近的爆炸性气体混合物或火药、炸药等发生爆炸。爆轰不仅在爆炸性混合气体中发生,一些热分解反应的气体如乙烯、一氧化氮,在一定高压下也会发生。爆炸性混合气体中发生爆轰,只发生在一定浓度范围内,这个浓度范围称为爆轰范围。爆轰范围的上下限在爆炸极限的上下限之间。

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