爆炸极限是物质发生爆炸必须具备的浓度或温度范围,根据物质的不同形态和不同需要,通常将爆炸极限分为爆炸浓度极限和爆炸温度极限两种。
(1)爆炸浓度极限
可燃气体、液体蒸气、粉尘与空气混合后,遇火源会发生爆炸的最高或最低的浓度范围,称为爆炸浓度极限,简称爆炸极限。能引起爆炸的最高浓度称为爆炸上限,能引起爆炸的最低浓度称为爆炸下限,上限和下限之间的间隔称爆炸范围。可燃气体、液体蒸气、粉尘与空气混合后形成的混合物遇火源不一定都能发生爆炸,只有其浓度处在爆炸极限范围内,才发生爆炸。
1)气体和液体的爆炸(浓度)极限
气体和液体的爆炸极限通常用体积百分比%表示。不同的物质其理化性质不同,其爆炸极限也不同。部分可燃气体在空气和氧气中的爆炸极限见表11.5。
表11.5 部分可燃气体和蒸气的爆炸极限
2)可燃粉尘的爆炸(浓度)极限
粉尘的爆炸极限通常用单位体积中粉尘的质量(g/m3)来表示。可燃粉尘爆炸浓度上限因为太大,以致在多数场合都不会达到,所以没有实际意义,通常只应用粉尘的爆炸下限。表11.6列出了部分粉尘的爆炸下限。
表11.6 部分粉尘的爆炸特性(www.xing528.com)
3)爆炸混合物浓度与危险性的关系
爆炸性混合物在不同浓度时发生爆炸所产生的压力和放出的热量不同,因而具有的危险性也不同。在爆炸下限时,爆炸压力一般不会超过4×105 Pa,放出的热量不多,爆炸温度不高。随着爆炸性混合物中可燃气体或液体蒸气浓度的增加,爆炸产生的热量增多,压力增大。当混合物中可燃物质的浓度增加到稍高于化学计量浓度时,可燃物质与空气中的氧发生充分反应,此时爆炸放出的热量最多,产生的压力最大。当混合物中可燃物质浓度超过化学计量浓度时,爆炸放出的热量和爆炸压力随可燃物质浓度的增加而降低。
(2)爆炸温度极限
由于液体的蒸气浓度是受温度的变化而变化的,故液体除有爆炸浓度极限外,还有一个爆炸温度极限。爆炸温度极限是指可燃性液体受热蒸发出的蒸气浓度等于爆炸浓度极限时的温度范围。爆炸温度下限是指液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度下限的蒸气浓度。液体的爆炸温度下限就是该液体的闪点。爆炸温度上限是指液体在该温度下蒸发出等于爆炸浓度上限的蒸气浓度。表11.7列出了常见液体的爆炸浓度极限与爆炸温度极限。
表11.7 常见液体爆炸浓度极限与爆炸温度极限的比较
(3)爆炸极限在消防上的应用
物质的爆炸极限是正确评价生产、储存过程的火灾危险程度的主要参数,是建筑、电气和其他防火安全技术的重要依据。控制可燃性物质在空间的浓度低于爆炸下限或高于爆炸上限,是保证安全生产、储存、运输、使用的基本措施之一。根据爆炸极限,可以评定生产、储存场所火险类别,确定建筑物耐火等级、层数、面积、防火墙占地面积、安全疏散距离和灭火设施,确定安全操作规程等。
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