初始温度对可燃气体爆炸下限影响的研究

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爆炸极限2

爆炸极限2

影响爆炸极限的因素1 可燃气体1.1 混合系的组分不同,爆炸极限也不同。

1.2 同一混合系,由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等都能使爆炸极限发生变化。

a.温度影响因为化学反应与温度有很大的关系,所以,爆炸极限数据必定与混合物规定的初始温度有关。

初始温度越高,引起的反应越容易传播。

一般规律是,混合系原始温度升高,则爆炸极限范围增大即下限降低,上限增高。

但是,目前,还没有大量的系统实验结果。

因为系统温度升高,分子内能增加,使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。

初始温度对混合物爆炸极限的影响示例见表1。

表1 初如温度对混合物爆炸极限的影响示例b.压力影响系统压力增高,爆炸极限范围也扩大,明显体现在爆炸上限的提高。

这是由于压力升高,使分子间的距离更为接近,碰撞几率增高,使燃烧反应更容易进行,爆炸极限范围扩大,特别是爆炸上限明显提高。

压力减小,则爆炸极限范围缩小,当压力降至一定值时,其上限与下限重合,此时的压力称为为混合系的临界压力,低于临界压力,系统不爆炸。

以甲烷为例说明压力对爆炸极限的影响(见表2)。

表2 压力对爆炸极限的影响(以甲烷为例)c.惰性气体含量影响混合系中惰性气体量增加,爆炸极限范围缩小,惰性气体浓度提高到某一数值时,混合系就不能爆炸。

惰性气体种类不同,对爆炸极限的影响也不同。

以汽油为例,其爆炸极限范围按氮气、燃烧废气、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂11顺序依次缩小。

d.容器、管径影响容器、管子直径越小,则爆炸范围越小,当管径小到一定程度时,单位体积火焰所对应的固体冷却表面散发出的热量就会大于产生的热量,火焰便会中断熄灭。

火焰不能传播的最大管径称为临界直径。

容器材料也有很大影响,如氢和氟在玻璃器皿中混合,即使在液态空气温度下,置于黑暗处仍可发生爆炸,而在银器中,在一般温度下才能发生爆炸反应。

e.点火强度影响点火能的强度高,燃烧自发传播的浓度范围也就越宽。

爆炸极限的影响因素

爆炸极限的影响因素

爆炸极限的影响因素【大纲考试内容要求】:1.了解爆炸极限的影响因素;2.了解爆炸反应浓度的计算;【教材内容】:爆炸极限值不是一个物理常数,它是随实验条件的变化而变化,在判断某工艺条件下的爆炸危险性时,需根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限,如在火药、起爆药、炸药烘干工房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的,在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同;其他因素如点火源的能量,容器的形状、大小,火焰的传播方向,惰性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。

1.温度的影响混合爆炸气体的初始温度越高,爆炸极限范围越宽,则爆炸下限降低,上限增高,爆炸危险性增加。

这是因为在温度增高的情况下,活化分子增加,分子和原子的动能也增加,使活化分子具有更大的冲击能量,爆炸反应容易进行,使原来含有过量空气(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度,从而扩大了爆炸极限范围。

例如丙酮的爆炸极限受温度影响的情况见表2—1。

2.压力的影响混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂,在~ MPa的压力下,对爆炸下限影响不大,对爆炸上限影响较大;当大于 MPa时,爆炸下限变小,爆炸上限变大,爆炸范围扩大。

这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大,反应速度加快,放热量增加,且在高气压下,热传导性差,热损失小,有利于可燃气体的燃烧或爆炸。

甲烷混合气初始压力对爆炸极限的影响见表2 —2。

值得重视的是当混合物的初始压力减小时,爆炸极限范围缩小,当压力降到某一数值时,则会出现下限与上限重合,这就意味着初始压力再降低时,不会使混合气体爆炸。

把爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。

甲烷在3个不同的初始温度下,爆炸极限随压力下降而缩小的情况如图2—4所示。

因此,密闭设备进行减压操作对安全是有利的。

3.惰性介质的影响若在混合气体中加入惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氮等),随着惰性气体含量的增加,爆炸极限范围缩小。

基于绝热火焰温度混合气体爆炸下限的预测

基于绝热火焰温度混合气体爆炸下限的预测

超过 1100 K 的时候才开始明显出现,当温度达到
1 400 K时,该反应转为自行持续。CO 向 CO2 的转 变过程在任何烃类氧化过程中都是高放热部分,控
制了相当一部分的火焰能量,它的临界温度将决定 着整个燃烧过程的特性[4]。因此,大部分可燃有机
物的临界反应温度都是相近,故一些学者采用一特 定的临界温度来预测 LEL 或者爆炸区域[5 - 7]。
Prediction on Lower Explosive Limit of Mixed Gases Based on Calculated Adiabatic Flame Temperatures
LI Guo-liang JIANG Jun-cheng PAN Yong ( Institute Safety Engineering,Nanjing University of Technology,Jiangsu Key Laboratory of
表 1 各物质 LEL 处的绝热火焰温度( 35℃,1 atm)
Table1 Calculated adiabatic flame temperatures of
gases at LEL( 35℃,1 atm)
物质 Hf / kJ·H8
- 103. 847
对于各组分间不发生化学反应,且燃烧时无催 化作用的多元可燃性混合气体,常采用 Le Chatelier 经验方程或对其改进后的公式估算爆炸极限。该方 法适用于活化能、克分子燃烧热、反应速率相接近的 可燃气体混合物的爆炸极限,故在计算碳氢化合物 混合气体时比较准确,对其他大多数可燃性混合气 体的计算会出现一些偏差。在混合气体中含有乙 醚、丙酮这样燃烧产生冷焰的可燃气体,或者在较高 的温度和压力情况下,Le Chatelier 经验公式对爆炸 极限的预测不够准确[3 - 4]。计算绝热火焰温度法在 计算平衡产物浓度、控制 NOX 的排放、衡量体系的 放热能力方面有着广泛的应用。由于使用该方法的 前提是爆炸极限处主要是热效应,受化学反应动力 学的影响不大,故只适用于计算 LEL,对爆炸上限的 预测误差较大[5 - 7]。

CH4,CO,C2H4多元可燃气体爆炸的实验研究

CH4,CO,C2H4多元可燃气体爆炸的实验研究

6 ・ 3
维普资讯
Байду номын сангаас
煤矿 现 代化
者的爆炸浓度极 限范围普遍要 比后者宽 。
27 0 年第5 0 期
总第8 期 0
i 经验公式 的计算值与实验值之间还存在着一定 的差距, tr e 前 ( ) O和 cH 的本性对多元 瓦斯 混合气体 的爆 炸极 限 2C :4
表 1ep s ei to lbs a na ig H , 0adCH xl i mi p yai G s ot nn 4C !4 o v l sf o e c i C n
前 ‘ 体积% P 1

等 的多元可燃性气体。采空区多元 瓦斯是指 C H 与煤 自燃产 生的多种可燃性气体的混合物 。 O和 cH 作为煤氧化和煤 高 C : 温热解过程中产生的 自燃指标气体 ,与 C H 一起构成采空 区 多元瓦斯气体 的重要组成部分 。对于瓦斯气体 的爆炸特性 , 人 们进行 了大量的研究 , 主要集 中在 点火能 、 初始压力 、 管道尺 寸 以及障碍物对爆炸火焰传播 的作用机 理上 ,也就是外界条 件对爆炸火焰传播 的作用机理 ,但关于 可燃 气体本性对混合 气体的爆炸影响的研究 , 很少见诸报道。对 于采 空区多元瓦斯 气体的爆 炸 ,人们进行 的研究的深度和广度都远远 不能满足 实践工作的需要 , 采空区多元 瓦斯气体爆 炸事故具有多发性 , 重发性 的特点 , 严重威胁 人身 和财产的安全。因此研究采空区 多元瓦斯气 体重要组成部分的 C C CH 多元 体系的爆 炸 H 、 O、: 极限特性 ,探索可燃性气体本性对浓度爆 炸极 限的影 响 、 O C 对多元 瓦斯气体 的阻尼效应以及 cH 与 C : O间的协 同氧化诱
我国 9%以上 的煤矿是井工开采 , 煤层地质赋存等客 5 受

爆炸极限的影响因素

爆炸极限的影响因素

爆炸极限的影响因素【大纲考试内容要求】:1.了解爆炸极限的影响因素;2.了解爆炸反应浓度的计算;【教材内容】:爆炸极限值不是一个物理常数,它是随实验条件的变化而变化,在判断某工艺条件下的爆炸危险性时,需根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限,如在火药、起爆药、炸药烘干工房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的,在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同;其他因素如点火源的能量,容器的形状、大小,火焰的传播方向,惰性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。

1.温度的影响混合爆炸气体的初始温度越高,爆炸极限范围越宽,则爆炸下限降低,上限增高,爆炸危险性增加。

这是因为在温度增高的情况下,活化分子增加,分子和原子的动能也增加,使活化分子具有更大的冲击能量,爆炸反应容易进行,使原来含有过量空气(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度,从而扩大了爆炸极限范围。

例如丙酮的爆炸极限受温度影响的情况见表2—1。

2.压力的影响混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂,在0.1~2.0 MPa的压力下,对爆炸下限影响不大,对爆炸上限影响较大;当大于2.0 MPa时,爆炸下限变小,爆炸上限变大,爆炸范围扩大。

这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大,反应速度加快,放热量增加,且在高气压下,热传导性差,热损失小,有利于可燃气体的燃烧或爆炸。

甲烷混合气初始压力对爆炸极限的影响见表2 —2。

值得重视的是当混合物的初始压力减小时,爆炸极限范围缩小,当压力降到某一数值时,则会出现下限与上限重合,这就意味着初始压力再降低时,不会使混合气体爆炸。

把爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。

甲烷在3个不同的初始温度下,爆炸极限随压力下降而缩小的情况如图2—4所示。

因此,密闭设备进行减压操作对安全是有利的。

3.惰性介质的影响若在混合气体中加入惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氮等),随着惰性气体含量的增加,爆炸极限范围缩小。

爆炸极限计算

爆炸极限计算
nW E E
➢当β<1时,表示反应系统在受能源激发后,放热越来越少,也就是说,引起 反应的分子数越来越少,最后反应停止,不能形成燃烧或爆炸。 ➢当β=1时,表示反应系统在受能源激发后能均衡放热,有一定数量的分子在 持续进行反应。这就是决定爆炸极限的条件(严格说稍微超过一些才能爆炸)。 ➢当β>1时,表示放热量越来越大,反应分子越来越多,形成爆炸
x1下
x2下
x3下
xi下
(5)设
100
%
V 1/V 10 V 0 2/V 10 V 0 3/V 10 0 V i/V 100
x1 下
x2下
x3下
xi下
P1=VV1 100 P2=VV2 100
P3=VV3 100

Pi=VVi 100
x下=P1
P2
100 P3 Pi
%
x1下 x2下 x3下
xi下
➢当混合气燃烧时,其波面上的反应如下式: A+B→C+D+Q
E W
➢反应热Q=W-E
A+B
C+D
B
1
➢ 设燃烧波内反应物浓度为n 则单位体积放出能量为nw。 燃烧波向前传递,使前方分子活化,活化概率为α(α≤1) 则活化分子的浓度为αnW/E。第二批活化分子反应后再放出能量为αnW2/E。
➢前后两批分子反应时放出的能量比为 nW 2/EW1Q
13
例题
➢ 有燃气体含C2H6 40%,C4H10 60%,取1m3该燃气与19m3空气混 合。该混合气体遇明火是否有爆炸危险?(C2H6和C4H10在空气 中的爆炸上限分别为12.5%、8.5%,下限为3.0%、1.6%)
解: 乙烷:P1=40% 丁烷:P2=60%
x下=4010600%2.0% 3 1.6

温度、压力对甲烷-空气混合物爆炸极限耦合影响的实验研究

温度、压力对甲烷-空气混合物爆炸极限耦合影响的实验研究高娜;张延松;胡毅亭【摘要】为了研究不同初始条件对甲烷-空气混合物爆炸极限的影响,利用容积为20 L的爆炸罐,在不同初始温度(25~200℃)和初始压力(0.1~1.0 MPa)条件下测定了甲烷-空气混合物的爆炸极限.实验结果表明,随着初始温度和初始压力的升高,爆炸上限升高,爆炸下限降低,爆炸极限范围扩大.在实验温度和压力范围内,常压/常温条件下,爆炸上限和下限与初始温度/初始压力呈线性相关.爆炸上限与初始温度的相关性受初始压力的影响,其与初始压力的相关性也与初始温度有关.然而,初始压力/初始温度对爆炸下限的影响与初始温度/初始压力的相关性并不显著.初始温度和初始压力对爆炸极限的耦合影响比单一因素对其的影响大,且相较而言,其对爆炸上限的影响更为显著.本文中绘制了影响曲面来描述初始温度和初始压力如何影响甲烷-空气混合物的爆炸极限.%In order to study the influence of initial conditions on methane-air mixtures explosion limits,the explosion limits of methane-air mixtures were obtained experimentally at different initial temperatures up to 200 C and initial pressures up to 1.0 MPa.The experiments were performed in a closed spherical 20 dm3 vessel with an ignition electrode at the center.The results show that with the increasing of initial temperature and initial pressure,the upper explosion limit increases,but the lower explosion limit decreases,that is the explosion limit expands.At atmospheric pressure/ambient temperature,the dependences of the upper explosion limit and lower explosion limit on initial temperature and initial pressure are both linear in the experimental temperature-pressure ranges.The dependence of the upper explosion limiton initial temperature/initial pressure is influenced by the initial pressure/ initial temperature,but the dependence of the lower explosion limit on those is not influenced obviously.The coupling effects of initial temperature and initial pressure on the upper explosion limit and lower explosion limit are greater than that of a single factor,especially on the upper explosion limit.Surfaces are formed to describe how the initial temperature and initial pressure influence the upper explosion limit and the lower explosion limit of methane-air mixtures.【期刊名称】《爆炸与冲击》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】6页(P453-458)【关键词】爆炸极限;初始压力;初始温度;甲烷-空气混合物【作者】高娜;张延松;胡毅亭【作者单位】南京理工大学化工学院,江苏南京210094;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037;南京理工大学化工学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】O381可燃气体在化工过程及能源发展方面均有广泛的运用。

2024年安全培训考试试题附参考答案【典型题】

2024年安全培训考试试题附参考答案【典型题】单位:_______ 姓名:_______ 时间:_______ 分数:____ 满分:100一、单选题(30题每题1分,共30分)1.上盘相对下降,下盘相对上升的断层是( )。

A.走向稳定B.倾角接近一致C.单斜构造2.可燃气体混合物的初始温度越高,使爆炸下限,上限增高,爆炸极限范围增大;()。

A.降低B.增高C.不变3.合理合规一类设备在发生事故、故障或损坏后,会直接导致生产过程、,并对人员、生产系统或其他生产设备的安全构成严重威胁或导致环境受到严重污染。

A.暂停、质量正常B.中断、质量降低C.减缓、质量降低4.高处作业分为一级、二级、三级和特级高处作业,符合GB/T3608的规定;其中:作业高度在时,称为二级高处作业;()。

A.作业高度在2m≤h<5mB.作业高度在5m≤h<15mC.作业高度在15m≤h<30mD.作业高度在h≥30m以上5.宿舍不能乱拉电线、乱接电源、违章使用电器、生火做饭、乱扔烟头,主要目的是切断着火的什么条件?( )A.可燃物B.助燃物C.着火源D.易燃物6.( )只是一道阻止有害物进入人体的屏障,只能作为一种辅助性措施。

A.变更工艺B.个体防护C.替代7.进行电焊、气焊等具有火灾危险作业的人员和(),必须持证上岗,并遵守消防安全操作规程。

A.消防安全管理人员B.自动消防系统的操作人员C.消防值班人员8.自救器是一种井下小型便携式的()设备。

A.护耳B.防毒呼吸C.防毒呼吸9.下列情形中属于工伤范围的是( )A.因醉酒导致伤亡的情形B.自残或者自杀的情形C.因犯罪或者违反治安管理伤亡的情形D.工作时间前后在工作场所内,从事与工作有关的收尾性工作受到事故伤害的10.以下( )属于化学性危害因素。

A.工业毒物B.振动C.高温11.高处钢筋施工作业时,脚手板的宽度不得小于()厘米,并有可靠安全防护。

A.15厘米B.30厘米C.60厘米12.用钢筋切断机切断()毫米以内的短料时,不得用手直接送料。

爆炸极限受温度影响

爆炸极限受温度影响 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
环境温度对可燃气体爆炸极限的影响
通过实验测定了15-150℃之间5个初始温度点原油蒸气的爆炸极限和临界氧含量,如表1和图1所示,原油蒸气爆炸下限随温度的升高而降低,从15℃的%下降至150℃的%,下降幅度不大,可见温度变化对可燃气体爆炸下限影响较小;对于爆炸上限,从15℃的%上升至150℃的%,上升幅度较大,即温度对可燃气体爆炸上限影响较大;爆炸极限范围随温度升高而变宽,说明温度升高对可燃气体(蒸气)发生爆炸事故的危险性增大;
温度升高提高了完全钝化可燃气体所需惰性气体的浓度,临界氧含量随温度升高而降低,降低了系统的安全系数;最后运用数值分析原理拟合出原油蒸气爆炸极限随温度变化的规律函数,表2所示。

表1不同初始温度时原油蒸气爆炸极限和临界氧含量。

可燃气体的爆炸极限和最大允许氧含量的测定及影响因素研究


flammable explosion
explosion
flammable explosion
explosion
(N2ΠCoal gas)
lower limit
MAOC
upper limit
MAOC
(N2ΠCoal gas)
lower limit
MAOC
upper limit
MAOC
0
6. 3
5. 27
子运动加剧 ;压力升高 ,反应物分子间距变小 ,相应地单位时间反应物分子碰撞机会都会增多 ,反应更容易
进行 ,刚好维持反应所需要的氧即其相应的最大允许氧含量变小。
(5) 若在可燃气体中加入惰性气体(如表 2、表 3 数据及图 3、图 4 所示) ,则对爆炸极限产生较大影响 ,表
现为爆炸范围缩小 ,下限上升 ,上限下降 ,但对上限的影响比对下限的影响更为显著[3] 。这是因为下限附近
36
13. 44
0
6. 3
5. 27
39
12. 81
1
6. 7
5. 61
22
11. 76
1
6. 6
5. 52
23. 7
11. 05
2
6. 7
5. 61
16. 7
10. 48
2
6. 7
5. 61
17. 3
10. 10
3
6. 7
5. 61
14
9. 24
3
6. 4
5. 36
14. 7
8. 65
4
6. 7
5. 61
(6) 当然 ,以上对最大允许氧含量的讨论主要是针对空气中爆炸极限范围内的。其实 ,它的最大允许 氧含量的最大值还不是最大值 ,当继续加氧时 ,可燃物还会爆炸 ,直至可燃物达到全氧环境时的爆炸上限 , 这个范围内的每一浓度的可燃物都唯一对应相应的最大允许氧含量 ,在同一温度 、压力等条件下 ,全氧环 境时的爆炸上限才是本条件下的最大值。因此 ,以上结论针对整个爆炸范围是普遍适用的。
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危险性变大。这是因为初始温度对化学反应速度的 影响很大 , 温度升高 , 初始温度对气体分子的反应一 般规律符合阿累尼乌斯定律 。 对于 可逆反应 : A+b — c a B C+d 由分 子碰撞 D, 理论 可 以推 出:
可逆反 应 中总反应 速率 :
X x( —a x ] e ( +a x 。 p b / ) =c p b / ) e Xx 故爆炸下 限 Y=c p b+a x , 中 口 c为 e ( Xx / )其 , 正值 。
姚 洁 蒋军成 潘勇
( 南京 工业 大学 城市建设 与安 全工程学 院
摘 要
南 京 200) 109
研 究初 始温度对可燃气体爆 炸下限的影响规律 , 用阿累尼乌斯 定律 , 运 可得出温度与化学反应
速度之间的关系式 , 从而得 出简化 的温度和爆炸极 限影 响的模型 。利用该模 型对 5种烷烃在不 同温度下的爆 炸下限实验值进 行拟合相关度 比较 , 所得爆炸下限模型平均拟合相关系数达到 0955 .9 。结果 表明 , 该简化模
工业安全与环保

2 1 年第 3 卷第 2 02 8 期
F bu r 0 2 e r ay2 1
4 ・ 8
I d s il ae n n i n na rtc o n u t a ft a dE vr me t P oe t n r S y o l i
初始 温度 对 可 燃气 体 爆 炸 下 限影 响 的研 究 *
从 推导 结果看 初始 温 度升高 , 爆炸下 限降低 , 与 实际情 况相符 _ 9。 9 J
2 结果 与讨 论
W=Wf —W f C =K C 一K C r 台
() 1 ຫໍສະໝຸດ 本 文引用 部 分 实 验 数 据 [J 温度 和 爆 炸 极 限 1对 0
影 响进 行预 测 , 将拟 合模 型简化 为 : Y=c x ( ep b+ X

5 ・ 0
初 始温 度为 30K, 始 压力为 13M a由图 1 的 5 初 0 P , 查 的预测值 为 13。 .8
p p  ̄,.B sd o i mo e .te e p r n lv u ste lw r x l i i t f h v i d fh d o a b n ak l r o re t a e n t s d 1 h x i h e me t a e e po o l te f e kn s o y r c r o y e a l h o e s n mi o i l a
式中, F√ 为频率 因 子 。 由式 () 出分 子碰 撞 理 论 推 导 出 的可 逆 反应 4得
的总反应速 度随 温度变化 的公 式 。

温度对化学反应速率 的影响集 中反映在反应速
率常数 上。在大量实验 的基础 上 , 阿累尼乌斯
18 年提出() 89 a型定律( r ei ’ r c l , A r n s p nie 该公式 h u i p) 适用 于物质 的 温度 和反 应 速 度关 系 为 a型 , a型物
点火压力升高 5 一 %以上 ; % 7 当然也有可能改进测 试仪器 使两个标准统一。方法一得出的数据与燃 J
烧极限接近度很高, 事实上很多时候人们使用爆炸 下 限和燃烧 下 限很 统 一 。同时方 法一很 大 的缺 点是 观察爆炸式火焰蔓延用 肉眼很难分辨。方法-I测 -] 6 试结果得出的压力 曲线很容易判断是否爆炸。
* 基金项 目: 国家自 然科学基金资助项 目( 968 和2064)江苏省 自 2 701 1 05 , 0 0 然科学基金资助项目(K096 和 B 21 5)高 B 2030 K00 4 , 5 等学校博 士学科点专项科研基金资助项 目(0821 0) 20090 7 。 0

49 ・
这种方 法 的特点是 通过 观察 火焰蔓 延速度及 燃烧速
体的浓度接近化学当量 比时 , 燃烧或爆炸的速率最 快、 最剧烈。可燃气体 、 蒸汽或粉尘能够发生爆炸的 最低浓度和最高浓度为可燃气体 的爆炸上限或爆炸
炸危 险性的重 要参数 之一 , 防爆技 术 中应 用广泛 。 在
该方法 与国标 ( B T 1 7 ) G / 44 类似 , 2 下限, 统称为爆炸极限。爆炸极限是评价可燃物爆 源上进行改进 ,
生产和使用过程中 , 炸极 限受实 际条件影响很 爆 大, 特别是 初始 温度 和初始 压 力 -3 2。本 文 以气 体 反应理论为基础, 重点研究初始温度对爆炸下限的 影响 。
1 基 本方法
西方将爆炸极限和燃烧极限归为一类 , 因为 目
可燃气体爆炸极限受温度影响一般规律为温度 升高 , 爆炸下限降低 , 爆炸上限升高, 爆炸范围变大 ,
为物质摩尔数。
爆炸极限测试时不管哪种方法判定爆炸都与爆 炸能量有关 , 本文假设给爆炸能一限定 E , 达到爆 炸能气体就会爆炸。
此时对应的摩尔浓度为 Y Y正比于爆炸极限。 ,
Y=ni V=E i ( ) m/ / t g X (0 1)
图 3 温度对正庚烷 爆炸下限的影响
O 引言
前对 于燃烧 和爆 炸 明 显 的 区分 方 法 不是 很确 定 , 一 般用 燃烧 速度极 快 和 产 生超 压 力 加 以区分 , 而爆 炸

可燃气体、 蒸汽或粉尘 与空气的混合物当达到 定的比例容易发生爆炸 , 常当混合物中可燃气 通
极限的测试国际上主要有 2 种测定方法 , 第一种测 试方法来 自美国标准材料试验协会( SM) 61 A T E 8 和 E 8、 Zbt i34 9 1 ae k ¨ 和 Le, 德 国 工 业 标 准 a sI es DN 16、 a nct Cw r 等人对其方法在点火 I549 Br eh和 oa k d
它是风险评估以及确定可燃物质储存、 运输、 生产 、 使用安全性的依据之一 ; 在监测监控技术中 , 它是一 个重要 的爆炸指示参量。一般爆炸极 限测试是在标
准温度 和压力 下进行 ( 常是指 常 温 常压 ) 通 ,而实 际
度判断是否爆炸 ; 第二种方法是德 2 球型实验装 0 L
置所提供测试方法 , 该方法判定爆炸的依据是一次
ax 。 / )
式 中 , A B c D分别 为 物 质 A, , , c ,c ,c ,c B C D摩 尔 浓度 ; , , fK. wfWrK , 分别 为正 反 应 速 度 , 反 应 速 逆 度, 正反应 速度系 数 , 反应 速度 系数 。 逆
C =K () 2
该 数据 给 出烷烃 爆 炸 下 限 随不 同温 度 的影 响 ,
K =K/ c/ c c ) 。 fK =( 台(
W = 一dCA /dt= 一 dCB dt= F /
() 3
() 4
整体上为温度升高爆炸下限降低。用部分数据拟合 由公式推导的该拟合模型可 以快速获得其他温度下 爆炸下限值如图 1 图 5 所示 。
AcB ( ) e 一E 胛
YA i JA O Je / NG t h n P N o g J me e g A Y n
( oeefUbnC ntco n ft Egnen ,N nn n e i e nl y N 4i 109 Clg ra os utnadS e ni r g aj U irt o c o g o n 200 ) l o r i a y ei i g v sy fT h o g
te s l e d l srl be h i i d mo e i l . mp f i i ea Ke o d f mm b eg s lw re po in l t ii a t e a t yW r s l a a l a o e x ls m nt e o i i i l mp rtr te
型具有较强的可靠性。 关键词 可燃气体 爆炸下限 初始温度
T eEf c fIiilT mp r tr n L we x ls n L mi o lmma l s h f to t e eau eO o rE poi i t f a e n a o F beGa
图 1 图 5中给出 5 一 种物质拟合数据和曲线 , 从 图中所示温度对爆炸下限影响对于该 5 种物质总体 趋势是温度升高 , 爆炸极限下降。实 际使用该模型
的时候从 图中 即可 查 出 预 测值 。若 物 质 为正戊 烷 ,
式中, 为容器体积。将式(O化简 Y / t 1) :E [ X c
c mp rd i ea vt o a e n rlt i i y.T i d l v rg lt t e re o or lt n c e i in a h s0.9 T e rs l o a h smo e e a e r a v y d g e fc r a o o f ce t c e 9 5 5. a e i i e i e r h eut s w t t sh h
质特点 为 反应 速 度 与 温 度 间 成 正 比 , 斜 率 增 大 。 且
图 1 温度对正戊烷爆炸下限的影响
温度对化学反应速率常数 K的影响: IK =Q R n 。 / T+常数 ( 放热 反应 Q为 正 ) () 5
K=X ep C—E / T ox ( R ) () 6
Ab ta t T ee p o inl t sa i p r n v u t n o e poinw ihi u e iey . ee e t f n t t e a r sr c h x ls o i i l m o t t a ai f x l o hc s s dw d l T f c ii a e mi l a el o s h o i l mp rt e u Ol o e x l in l t f a i lw re po o mi o f mma l a ssu id i e p p r s te ii a e e rt r i s te lw re po in l t s i l be g s i td e t a .A nt t nh e h i l mp ate r e , o e x l o mi t s h s i w l g t o n y u ig te A r e u ’ i e w .B sn rh ns l d h i n il , i l e d lo h e to e e r tr 1 lw re po in l ti cpe a s mpi d mo e fte e c ft i f f mp au O1 o e x l o mi s e ' s i
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