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气体爆炸压力和温度的关系

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:可燃气体或蒸汽与空气混合爆炸后的气体压力即气体爆炸压力,是混合气体爆炸强度的标志。对于气体的物质的量减小的爆炸反应,如氢气与氧气的爆炸反应,温度升高是爆炸压力升高的唯一原因。所以,爆炸物与氧气的比例符合爆炸反应的计量比时,爆炸后气体的温度和压力最高,氧气过量或爆炸物过量以及存在惰性气体都会降低爆炸后气体的温度,从而降低爆炸压力。需要注意,固体或液体的爆炸压力问题应另当别论。

气体爆炸压力和温度的关系

可燃气体或蒸汽与空气混合爆炸后的气体压力即气体爆炸压力,是混合气体爆炸强度的标志。很明显,爆炸压力随着气体体积的膨胀迅速减小,其最大值出现在气体体积即将膨胀的瞬间。此时,按理想气体状态方程,爆炸后气体的最大压力p(Pa)与爆炸前气体的压力p0(Pa)应有如下关系式中,n0与T0为爆炸前气体的总物质的量与温度(K);n与T为爆炸后气体的总物质的量与温度(K)。由上式可见,影响爆炸压力的因素为爆炸前后气体的总物质的量与温度的变化,主要是爆炸后气体的温度T。对于气体的物质的量减小的爆炸反应,如氢气与氧气的爆炸反应,温度升高是爆炸压力升高的唯一原因。

因为爆炸反应时间极短,爆炸体系来不及与环境换热,可以作为绝热过程,绝热条件下,爆炸反应放出的热量全部用于提高爆炸体系内物质的温度。所以反应放出的热量越多,爆炸后气体的温度越高;在反应放热量一定时,体系内物质越少或体系内物质的平均比热越小或爆炸前气体的温度越高,则爆炸后气体的温度越高。所以,爆炸物与氧气的比例符合爆炸反应的计量比时,爆炸后气体的温度和压力最高,氧气过量或爆炸物过量以及存在惰性气体都会降低爆炸后气体的温度,从而降低爆炸压力。爆炸后气体的温度T可以用绝热条件下的热量衡算方法计算,计算时需要试差法。通过试验测定发现,初始温度和压力为常温常压的常见可燃气体或蒸汽与空气混合物的最大爆炸压力为7×105~9×105 Pa。需要注意,固体或液体的爆炸压力问题应另当别论。(www.xing528.com)

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