启东双杰防爆电器有限公司 防腐防爆电器、防爆控制箱、防爆仪表箱专业生产厂家
    首 页   |   关于我们   |   新闻动态   |   产品展示   |   品质保证   |   客户服务   |     在线订购   |   联系我们  |  English         
当前位置:首页 > 中文版
分享到:
 
产品列表
 防腐防爆电器
 船用防爆电器
 防爆仪表箱
 防爆控制箱
 防爆灯具
 防爆开关
 防爆电热带及其附件类
 其他类
 特色产品
 
防爆知识
防爆电器应用知识:燃烧与爆炸发生的充分必要条件
正确理解本质安全型电气设备!
在线防爆电器设备的运行
充砂型防爆电气设备的故障工况
怎样按照实际使用情况判定防爆电器负荷是否在合适的范围内?
防爆标志的相关知识内容
摩托罗拉防爆对讲机的特点
中国防爆电气设备国家标准
防爆企业全面的投资风险评估
防爆电器行业的一种变革理论
 
联系我们
启东双杰防爆电器有限公司
服务热线: 0513-83320018
公司传真: 0513-83323998
联 系 人: 陈维多
移动电话: 13906284339
 
防爆电器应用知识:燃烧与爆炸发生的充分必要条件
发布时间: 2018-5-11 20:50:44
  我们已经知道,可燃性物质在空气中的燃烧是一种化学反应变化,即可燃性物质和空气中的氧气在热能的作用下发生氧化反应的现象。在这种反应过程中,释放出来的热能又加热了未反应的混合物,使之进一步进行氧化反应,如此连续地使反应进行下去。爆炸是一种极其迅速的燃烧过程,伴随这一过程出现了强大的压力冲击波和极高的温度。
  1.燃烧与爆炸发生的充分必要条件
  根据燃烧与爆炸的基本理论可知,燃烧与爆炸发生的充分必要条件是:
  a、存在可燃性物质。
  b、存在空气(21%的氧气,79%的氮气及其他惰性气体)。
  c、存在点燃源。.
  d、同时同地存在可燃性物质、空气和点燃源。
  燃烧与爆炸发生的充分必要条件是人们预防和避免可燃性气体发生燃烧与爆炸的原始理刊依据。
   这是一个众所周知的、简单而原始的问题。没有可燃性气体(物质),显然无法发生燃烧土爆炸;没有点燃源,即使存在可燃性气体(物质)和空气,显然也是无法发生燃烧与爆炸的然而,我们正是在这个极其浅显的问题中找到了预防和防止可燃性气体发生燃烧与爆炸的基本方案,发现了预功和防止现代工业生产中可能出现的可燃性气体燃烧与爆炸的重要途径。
  根据燃烧与爆炸发生的充分必要条件,我们在这里提出防爆电器技术的“守候定理”。
  守候定理:在大气条件下。假若可燃性物质连续或长期地存在。不管点燃源如何。只要一点燃。点燃就可能发生;同样,假若点燃源连续或长期地存在。
  这正像甲(乙)一直在等候乙(甲)一样,只要乙(甲)一出现就会和甲(乙)会面,电气“守候”。守候定理告诉我们,在思考和处理防爆电气技术伺题时,人们不仅要考虑可燃性物质的存在所造成的危险,而且还应该考虑点燃源的存在所造成的危险,尤其是连续或长期存在的能造成的危险。然而,遗憾的是,后一种情况常常被人们所忽视。
  守候定理是人们在思考和解决防爆电气技术问题时必须遵守的一个重要原则。
  2.爆炸极限及影响它的主要因素
  在工业生产过程中释放出来的可燃性气体,常常逸散在周围环境大气中,同空气混合形成燃性气体.空气混合物。可燃性气体在空气中的浓度积累到一定值时,一旦遇到足够能量的点燃源,就可能发生燃烧,甚至爆炸。这个浓度的“一定值”,就叫做可燃性气体.空气混合物的爆炸极限(下限)。
  爆炸极限定义为,当可燃性气体一空气混合物被点燃时,燃烧火焰在点燃源消失后可以在混合物中自行蔓延下去,此时混合物中可燃性气体含量(以体积百分比或单位容积所含质量计的范围。火焰能够自行蔓延的最低浓度叫做爆炸极限的下限,简称爆炸下限;可燃性气体的浓度大于某个值时便不能发生燃烧爆炸,这“某个值”被叫做爆炸极限的上限,简称爆炸上限,例如,氢气.空气混合物的爆炸极限是4%一77%(体积比),即爆炸下限为4%,爆炸上圈为77%。
  燃烧火焰之所以在浓度低于爆炸下限的混合物中不能自行蔓延下去,是因为混合物中可燃烧气体的数量太少,在点燃源作用下燃烧的可燃性气体所产生的热量不能够维持在点燃源消失之后燃烧继续进行下去,尽管氧气十分充足。浓度高于爆炸上限的混合物,由于混合物中助燃性物质——氧气太少,无法被点燃源点燃,即使点燃源有足够的点燃能量。
  爆炸极限,有时候,也辣燃烧板限,不是一个物理量。它只是表征可燃性气体物理一化学性质的一个参数。一种可燃性气体.空气混合物的爆炸极限,不仅与这种可燃性气体一空气混合物的物理.化学性质有关,而且还与满合物的初始压力、初始温度、点燃源的功率、混合物中存在的惰性杂质诸因素有关。
  (1)单一型可燃性气体的爆炸极限
  单一型可燃性气体是指某一种可燃性气体。它与空气混合后形成“单质”可燃性气体一空气混合物。这里,我们简要地讨论一下,除可燃性气体的物理一化学性质之外,试验条件对爆炸极限的影响。
  1)混合物初始压力对爆炸极限的影响
  在可燃性气体.空气混合物爆炸极限的测试时,混合物的状态,即初始压力,对爆炸极限有着很大的影响。随着初始压力的升高,因混合物种类的不同,初始压力对爆炸极限的影响也是各不相同的。
  对于碳氢化合物.空气混合物,通常情况下,随着初始压力的升高,爆炸极限逐渐拓宽。例如,氢气一空气混合物的爆炸极限,在初始压力升高至1MPa以前,是收缩的,再继续提高初始压力,开始逐渐拓宽;甲烷.空气混合物的爆炸极限,随着压力的升高,开始迅速增加,接着基本维持不变(图1.1);而对于一氧化碳.空气混合物,随着初始压力的升高,爆炸极限稍微有点收缩。
  当减小混合物的初始压力低于大气压力至某个极限值(P。)时,爆炸极限的上限与下限会合并在一起。碳氢化合物,除甲烷外,都明显地有这样一个极限压力P0。对于碳氢化合物来说,当温度为15~20℃时,这个极限压力为4 X10-3—5×10一MPa。
  2)混合物初始温度对爆炸极限的影响
  参在测试可燃性气体.空气混合物的爆炸极限时发现,随着可燃性气体一空气混合物初始温度的瓣高,爆炸极限在拓宽,下限在减小,上限在增加。几种可燃性气体一空气混合物的爆炸极限与开始温度的关系如表1所示。
表1 混合物初始温度与爆炸极限
爆炸极限(温度,体积比) 爆炸极眼/(Ⅱ影L)
 混合物初始温度/T: 二碱化碳 丙酮     乙醇      汽油
   0        0.2一0.8 4.2—3.0 2.55-11.80 65-150
   100      1.25~33.4 3.2-10.0 2.25~12.53 50-203
   300     3.2-10.0   2.0—12.50 50-203
  3)点燃源功率对爆炸极限的影响
  在测试可燃性气体-空气混合物的爆炸极限时发现,点燃源的点燃功率同样对爆炸极限有一定的影响。例如,增加点燃混合物的电气火花的功率,混合物的燃烧浓度范围(爆炸极限就会拓宽。但是,这个燃烧浓度范围存在一个极限值,一旦达到这个值,不管电气火花点燃功如何增加,爆炸极限都不会再发生变化。这时,如此功率的火花,通常被称作“饱和火花”。
  4)惰性杂质对爆炸极限的影响
  在测试可燃性气体一空气混合物的爆炸极限时,令人特别感兴趣的是惰性杂质对混合物爆炸极限的影响。
  在测试时发现,如果在混合物中添加不燃性气体或蒸气的话,那么,随着不燃性气体或蒸气量的增加,可燃性气体一空气混合物的爆炸极限的上、下限会彼此靠近,最终会重合在一起。惰一杂质,例如,二氧化碳(CO:)、氮(N:)或氩(心),改变了混合物中氧的数量,而且还吸收了始点燃能量,使燃烧不能发生。然而,由于惰性杂质的不同,它们的这种熄焰效果也是不同的。
  惰性杂质的熄焰效果是由它们的热容量所确定的,二氧化碳的热容量大于氮的,氮的大于氧气的。其他种类的惰性杂质的熄焰效果可能比上述的还要大一些。例如,某些卤素有机化合物就具有极强的熄焰效果。
  惰性杂质的熄焰效果常常被应用在火灾安全技术上。
  (2)混合型可燃性气体的爆炸极限
  上面我们讨论了单一型可燃性气体的爆炸极限,下面再简单地介绍一下混合型可燃性气体爆炸极限。
  由几种可燃性气体混合在一起形成的混合物被称为混合型可燃性气体。它的爆炸极限可以告诉我们,混合型可燃性气体的爆炸极限,不仅与混合型可燃性一体中各成分的爆炸极限有关,而且还与混合型可燃性气体中各成分的浓度有关。因而,人们在一定混合型可燃性气体的爆炸极限时不仅要注意各成分的爆炸极限,而且还要特别考虑各成分在混合型可燃性气体中的浓度。这些浓度不同时混合型可燃性气体的爆炸极限就会不同,尽管混合物可燃性气体中各成分相同。
  假若我们用另一种牌号的环氧树脂进行试验。这种牌号的环氧树脂热分解释放出的可燃性气体依然是上述的几种,但是它们的体积是不同的,例如,它们的体积在混合型可燃性气体中所占比例为:一氧化碳50.2%、甲烷26.5%、乙炔5.1%、乙烯10.3%、丙烯5.4%、乙醛2.5%。将这些数据和它们的爆炸极限代入式(1.1)和式(1.2)中计算得出这种混合型可燃性气体的爆炸极限却为4.8%一32.2%。
  由此可见,混合型可燃性气体中各成分的体积和它们的爆炸极限一样,在影响着它的爆炸极限。这一点应该引起人们的注意。
  这里需要特殊指出的是,环氧树脂在热分解时会释放出二氧化碳(表1.4显示,表中所列环氧树脂释放的二氧化碳体积为8.3cm3)。二氧化碳对爆炸极限会产生一定的影响,随着它的体积的增加,混合型可燃性气体的爆炸极限将会缩小。因而,在上述的计算中去掉二氧化碳的数量,不会对混合型可燃性气体的爆炸极限产生不利的影响。
  3.爆炸性气体-空气混合物
  当可燃性气体在同空气混合后形成的混合物中的浓度在爆炸极限以内时,这种混合物被称作爆炸性气体.空气混合物(简称爆炸性气体混合物)。
  通常情况下,环境中出现了爆炸性气体混合物,这就意味着,这种环境已经处于一种非常危险的状态。因为,“爆炸性气体混合物”表示了“燃烧与爆炸发生的充分必要条件”中的“存在可燃性物质”和“存在空气(2l%的氧气,79%的氮气及其他惰性气体)”两个条件已经“同时同地存在”,倘若此时此地“存在点燃源”具有足够的能量,显然,“燃烧与爆炸”必然发生。
  在工业生产过程中或在日常生活的某些领域中,如果形成了爆炸性气体混合物,那将是一种十分严重的事件。因为环境中可能存在的点燃源是各种各样的,稍有不慎,它就会立即点燃这种爆炸性气体混合物,造成灾难。
 
 
 
防爆电器  防爆仪表箱  防爆控制箱  混合器  轴向柱塞泵  卷扬机  卷板机  剪板机  静态混合器  南通防爆电器  四柱液压机  
 2017 - 2018 启东双杰防爆电器有限公司  商道企业网站营销自助管理系统  网站管理  苏ICP备05074544号