可燃气体或蒸汽与空气的混合物并不是在任何组成下都可以燃烧或爆炸,而且燃烧或爆炸的速率也随组成而变。实验发现,当混合物中可燃气体浓度接近完全燃烧反应方程式的化学计量比时,燃烧最快,具有最大的爆炸威力;当浓度低于或高于某个极限值,由于燃烧反应速率降低,反应放出热量不能补偿热量散失,火焰便不再蔓延,爆炸也不会发生,这个浓度范围称为爆炸极限或爆炸浓度极限。例如,一氧化碳与空气混合物的爆炸极限为12.5%~80%。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为爆炸下限(燃烧下限)和爆炸上限(燃烧上限)。在低于爆炸下限时,不爆炸也不着火,这是由于可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用阻止了火焰的蔓延;在高于爆炸上限时,也不会发生爆炸,则是由于空气不足,火焰不能蔓延。气体或蒸汽的爆炸极限的单位以其在混合物中所占体积的百分比来表示,如氢与空气混合物的爆炸极限为4%~75%。可燃粉尘爆炸极限的单位以单位体积混合物中可燃粉尘的质量(g/m3)来表示,如铝粉的爆炸极限为40g/m3。影响爆炸极限的因素很多,爆炸性混合物的原始温度、原始压力、惰性气体含量、氧含量、容器大小、点火源能量大小、点火位置等都影响爆炸极限。例如,试验测得甲烷在电压100V、电流强度1A的电火花作用下,无论浓度如何都不会引起爆炸,但当电流强度增加至2A时,其爆炸极限为5.9%~13.6%,电流强度增至3A时为5.85%~14.8%。爆炸极限的计算可参考有关专业书籍。
可燃性混合物的爆炸极限范围越宽,即爆炸下限越低和爆炸上限越高时,其爆炸危险性越大。这是因为爆炸极限越宽,则出现爆炸条件的机会就越多;爆炸下限越低,则可燃物稍有泄漏就会形成爆炸条件;爆炸上限越高,则有少量空气渗入容器,就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件。应当指出,可燃性混合物的浓度高于爆炸上限时,虽然不会着火和爆炸,但当它从容器或管道里逸出并重新接触空气时却能燃烧,仍有发生着火的危险。(www.xing528.com)
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