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燃烧和爆炸的基本原理

  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2019年11月22日

要有效防止火灾和爆炸的发生,正确掌握防火防爆技术,需要了解形成燃烧和爆炸的基本原理。

  (一)燃烧。燃烧是可燃物质与空气或氧化剂发生化学反应而产生放热、发光的现象。在生产和生活中,凡是产生超出有效范围的违背人们意志的燃烧,即为火灾。燃烧必须同时具备以下三个基本条件。 1.凡是与空气中氧或其他氧化剂发生剧烈反应的物质,都称为可燃物。如木材、纸张、金属镁、金属钠、汽油、酒精、氢气、乙炔和液化石油等。 2.助燃物。凡是能帮助和支持燃烧的物质,都称为助燃物。如氧化氯酸钾、高锰酸钾、过氧化钠等氧化剂。由于空气中含有21%左右的氧,所以可燃物质燃烧能够在空气中持续进行。 3.火源。凡能引起可燃物质燃烧的热能源,都称为火源。如明火、电火花、聚焦的日光、高温灼热体,以及化学能和机械冲击能等。 防止以上三个条件同时存在,避免其相互作用,是防火技术的基本要求。

  (二)爆炸。物质由一种状态迅速转变成为另一种状态,并在极短的时间内以机械功的形式放出巨大的能量,或者是气体在极短的时间内发生剧烈膨胀,压力迅速下降到常温的现象,都称为爆炸。爆炸可分为化学性爆炸和物理性爆炸两种。 1.化学性爆炸。物质由于发生化学反应,产生出大量气体和热量而形成的爆炸。这种爆炸能够直接造成火灾。根据其化学反应又可以分为以下三种类型: (1)简单爆炸。例如爆炸物乙炔铜和乙炔银等受到轻微振动发生的爆炸。 (2)复杂分解爆炸。属于这类爆炸物有炸药、苦味酸、硝化棉和硝化甘油等。 (3)爆炸性混合性爆炸。这里指可燃气体、蒸气或粉尘与空气(或氧气)按一定比例均匀混合,达到一定的浓度,形成爆炸性混合物时遇到火源而发生的爆炸。 2.物理性爆炸。通常指锅炉、压力容器或气瓶内的物质由于受热、碰撞等因素,使气体膨胀,压力急剧升高,超过了设备所能承受的机械强度而发生的爆炸。

  (三)爆炸极限。可燃气体、蒸气和粉尘与空气(或氧气)的混合物,在一定的浓度范围内能发生爆炸。爆炸性混合物能够发生爆炸的最低浓度,称为爆炸下限;能够发生爆炸的最高浓度,称为爆炸上限。爆炸下限和爆炸上限之间的范围,称为爆炸极限。可燃气体或蒸气的爆炸极限,通常以其在混合物中百分比来表示;可燃粉尘的爆炸极限,以其在混合物中的体积重量比(克/立方米)表示。例如,乙炔和空气混合的爆炸极限为(2.2-81%,铝粉法的爆炸下限为35克/立方米。显然,可燃物质的爆炸下限越低,爆炸极限范围越宽,则爆炸的危险性越大。影响爆炸极限的因素很多。爆炸性混合物的温度越高,压力越大,含氧量越高,以及火源能量超大等,都会使爆炸极限范围扩大。几种可燃气体分别与空气、氧气混合的爆炸极限。可燃气体与氧气混合的爆炸范围都比与空气混合的爆炸范围宽。因而更具有爆炸的危险性。

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