“„Explosiver Höhepunkt“ – Die ganze Wahrheit aufgedeckt

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Dieser Beitrag wurde zuletzt von yinkuilin6868 am 23.11.2015 um 08:51 geändert. 1. Explosionsgrenze: Brennbare Stoffe (brennbare Gase, Dämpfe und Stäube) müssen in einem bestimmten Konzentrationsbereich gleichmäßig mit Luft (oder Sauerstoff) vermischt werden, um eine Gemischluft zu bilden. Erst bei Kontakt mit einer Entzündungsquelle kommt es zur Explosion. Dieser Konzentrationsbereich wird als Explosionsgrenze bezeichnet. 　　Zum Beispiel liegt die Explosionsgrenze für eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Luft bei 12,5 % bis 74 %. Die niedrigste und höchste Konzentration einer brennbaren Mischung, bei der eine Explosion auftreten kann, werden jeweils als Untergrenze und Obergrenze für eine Explosion bezeichnet. Diese beiden Werte werden manchmal auch als Untergrenze und Obergrenze für das Entzünden bezeichnet. Bei Werten unter der Untergrenze für eine Explosion kommt es weder zu einer Explosion noch zu einem Brand ； Bei Werten über der Explosionsgrenze kommt es nicht zur Explosion, doch es kann weiterhin brennen. Das liegt daran, dass die Konzentration der brennbaren Stoffe im ersten Fall nicht ausreicht sowie an der Kühlwirkung des überschüssigen Sauerstoffs, die die Ausbreitung der Flamme verhindert ； Letzteres hingegen liegt daran, dass es an Luft mangelt, wodurch die Flamme sich nicht ausbreiten kann. Wenn die Konzentration des brennbaren Stoffes ungefähr der Äquivalentkonzentration für die Reaktion entspricht, dann ist die Sprengkraft am größten – das gilt für den Konzentrationsverhältnis, das anhand der Gleichung für eine vollständige Verbrennungsreaktion berechnet wird. Die Kontrolle der Gaskonzentration ist ein unverzichtbarer Bestandteil der Arbeitssicherheit. Inertgase oder andere nicht brennbare Gase werden zugesetzt, um die Konzentration zu verringern. Vor der Freisetzung der Abgase können explosive Gase mit Entgasungsanlagen oder Adsorptionsverfahren entfernt werden. 2 Einflussfaktoren Je nach Zusammensetzung des Gemischs unterscheidet sich auch die Explosionsgrenze. In derselben Mischung können der Explosionsgrenzwert durch Faktoren wie die Anfangstemperatur, der Systemdruck, der Anteil an inerten Stoffen, der Raum, in dem sich die Mischung befindet, das Material der Behälterwände sowie die Größe der Zündenergie verändert werden. 　　Die allgemeine Regel lautet: Steigt die Anfangstemperatur des Mischsystems, so erweitert sich das Explosionsintervall – das heißt, die Untergrenze sinkt und die Obergrenze steigt. Durch die Erhöhung der Systemtemperatur steigt die innere Energie der Moleküle, wodurch aus ursprünglich nicht brennbaren Gemischen brennbare, explosionsfähige Systeme entstehen. Durch den Anstieg des Systemdrucks erweitert sich auch das Explosionslimit. Der Grund dafür ist, dass der erhöhte Druck dazu führt, dass die Entfernungen zwischen den Molekülen geringer werden. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen, wodurch die Verbrennungsreaktionen leichter ablaufen können. Wenn der Druck sinkt, verringert sich auch das Explosionslimit ； Wenn der Druck auf einen bestimmten Wert sinkt, überschneiden sich sein oberer und unterer Grenzwert. Der dem entsprechende Druck wird als kritischer Druck des Gemischs bezeichnet. Sobald der Druck unter den kritischen Wert fällt, ist das System nicht mehr ein explosionsfähiges System – mit Ausnahme einiger Gase, bei denen es zu abweichendem Verhalten kommt. Wenn die Menge an Edelgasen in der Mischung zunimmt, verringert sich das Explosionsintervall. Wenn die Konzentration der Edelgase einen bestimmten Wert erreicht, kann die Mischung nicht mehr explodieren. Je kleiner der Durchmesser von Behältern und Rohren ist, desto kleiner ist auch das Ausmaß der Explosion. Wenn der Durchmesser des Flammenkanals zu klein wird, übertrifft die Wärme, die von der festen Kühloberfläche pro Volumeneinheit der Flamme abgegeben wird, die erzeugte Wärme. Dadurch geht die Flamme aus. Der maximale Rohrdurchmesser, bei dem sich die Flammen nicht ausbreiten können, wird als kritischer Durchmesser dieses Mischsystems bezeichnet. Eine hohe Zündenergie, eine große Fläche der heißen Oberfläche sowie eine unterschiedliche Kontaktzeit zwischen der Zündquelle und der Mischung können alle dazu führen, dass die Grenzen für eine Explosion erweitert werden. 　　Neben den oben genannten Faktoren können auch das Material der geschlossenen Hülle, in der die Komponenten miteinander in Berührung kommen, mechanische Verunreinigungen, Lichteinflüsse sowie Tenside den Explosionsgrenzbereich beeinflussen. 3 Gefahren: Je breiter der Explosionsbereich von brennbaren Gemischen ist, je niedriger die untere Explosionsgrenze und je höher die obere Explosionsgrenze sind, desto größer ist das Explosionsrisiko. Denn je breiter die Grenzen für eine Explosion sind, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Bedingungen für eine Explosion eingehalten werden ； Je niedriger die untere Explosionsgrenze ist, desto schon bei geringsten Mengen an brennbaren Stoffen können Bedingungen für eine Explosion entstehen ； Je höher die Explosionsgrenze ist, desto mehr Luft kann in den Behälter eindringen. Diese Luft kann sich mit den brennbaren Stoffen im Behälter vermischen und so die Bedingungen für eine Explosion schaffen. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn die Konzentration der brennbaren Mischung über dem Explosionslimit liegt, zwar kein Brand oder keine Explosion entsteht. Doch wenn die Mischung aus dem Behälter oder Rohr austritt und erneut mit Luft in Berührung kommt, kann sie dennoch brennen – es besteht also weiterhin eine Brandgefahr. 4 Darstellungsmethode: Das Gas wird in der Luft entzündet. Dabei kann das Gas explodieren – oder die Entzündung kann schnell wieder abklingen. Es hängt davon ab, welche Konzentration des Gases in der Luft vorliegt. Wenn die Konzentration des Gases zu niedrig ist, gibt es nicht genug Brennstoff, um eine Explosion zu bewirken ； Wenn die Gaskonzentration zu hoch ist, gibt es nicht genug Sauerstoff zum Verbrennen. Gase können nur zwischen zwei bestimmten Konzentrationen explodieren. Diese beiden Konzentrationen werden als unterer Explosionsgrenzwert (LEL) und oberer Explosionsgrenzwert (UEL) bezeichnet – und werden in Prozentangaben ausgedrückt. Es handelt sich um die Explosionsgrenzen von Gasen – auch als Explosionsgrenzwerte bezeichnet. Der Explosionsgrenzwert für Gase oder Dämpfe wird durch den Prozentsatz (%), den die brennbaren Stoffe im Gemisch ausmachen, angegeben. Beispielsweise liegt der Explosionsgrenzwert für eine Mischung aus Wasserstoff und Luft bei 4% bis 75%. Der Explosionsgrenzwert von brennbaren Stäuben wird durch das Massenverhältnis des brennbaren Stoffes zum Gesamtvolumen der Mischung ausgedrückt – in g/m³. Der Explosionsgrenzwert von Aluminiumstaub beträgt beispielsweise 40 g/m³. 1. Explosionsgrenze: Brennbare Stoffe (brennbare Gase, Dämpfe und Stäube) müssen sich in einem bestimmten Konzentrationsbereich gleichmäßig mit Luft (oder Sauerstoff) vermischen, um eine Gemischluft zu bilden. Erst bei Kontakt mit einer Entzündungsquelle kommt es zur Explosion. Dieser Konzentrationsbereich wird als Explosionsgrenze bezeichnet. 　　Zum Beispiel liegt die Explosionsgrenze für eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Luft bei 12,5 % bis 74 %. Die niedrigste und höchste Konzentration einer brennbaren Mischung, bei der eine Explosion auftreten kann, werden jeweils als Untergrenze und Obergrenze für eine Explosion bezeichnet. Diese beiden Werte werden manchmal auch als Untergrenze und Obergrenze für das Entzünden bezeichnet. Bei Werten unter der Untergrenze für eine Explosion kommt es weder zu einer Explosion noch zu einem Brand ； Bei Werten über der Explosionsgrenze kommt es nicht zur Explosion, doch es kann weiterhin brennen. Das liegt daran, dass die Konzentration der brennbaren Stoffe im ersten Fall nicht ausreicht sowie an der Kühlwirkung des überschüssigen Sauerstoffs, die die Ausbreitung der Flamme verhindert ； Letzteres hingegen liegt daran, dass es an Luft mangelt, wodurch die Flamme sich nicht ausbreiten kann. Wenn die Konzentration des brennbaren Stoffes ungefähr der Äquivalentkonzentration für die Reaktion entspricht, dann ist die Sprengkraft am größten – das gilt für den Konzentrationsverhältnis, das anhand der Gleichung für eine vollständige Verbrennungsreaktion berechnet wird. Die Kontrolle der Gaskonzentration ist ein unverzichtbarer Bestandteil der Arbeitssicherheit. Inertgase oder andere nicht brennbare Gase werden zugesetzt, um die Konzentration zu verringern. Vor der Freisetzung der Abgase können explosive Gase mit Entgasungsanlagen oder Adsorptionsverfahren entfernt werden. 2 Einflussfaktoren Je nach Zusammensetzung des Gemischs unterscheidet sich auch die Explosionsgrenze. In derselben Mischung können der Explosionsgrenzwert durch Faktoren wie die Anfangstemperatur, der Systemdruck, der Anteil an inerten Stoffen, der Raum, in dem sich die Mischung befindet, das Material der Behälterwände sowie die Größe der Zündenergie verändert werden. 　　Die allgemeine Regel lautet: Steigt die Anfangstemperatur des Mischsystems, so erweitert sich das Explosionsintervall – das heißt, die Untergrenze sinkt und die Obergrenze steigt. Durch die Erhöhung der Systemtemperatur steigt die innere Energie der Moleküle, wodurch aus ursprünglich nicht brennbaren Gemischen brennbare, explosionsfähige Systeme entstehen. Durch den Anstieg des Systemdrucks erweitert sich auch das Explosionslimit. Der Grund dafür ist, dass der erhöhte Druck dazu führt, dass die Entfernungen zwischen den Molekülen geringer werden. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen, wodurch die Verbrennungsreaktionen leichter ablaufen können. Wenn der Druck sinkt, verringert sich auch das Explosionslimit ； Wenn der Druck auf einen bestimmten Wert sinkt, überschneiden sich sein oberer und unterer Grenzwert. Der dem entsprechende Druck wird als kritischer Druck des Gemischs bezeichnet. Sobald der Druck unter den kritischen Wert fällt, ist das System nicht mehr ein explosionsfähiges System – mit Ausnahme einiger Gase, bei denen es zu abweichendem Verhalten kommt. Wenn die Menge an Edelgasen in der Mischung zunimmt, verringert sich das Explosionsintervall. Wenn die Konzentration der Edelgase einen bestimmten Wert erreicht, kann die Mischung nicht mehr explodieren. Je kleiner der Durchmesser von Behältern und Rohren ist, desto kleiner ist auch das Ausmaß der Explosion. Wenn der Durchmesser des Flammenkanals zu klein wird, übertrifft die Wärme, die von der festen Kühloberfläche pro Volumeneinheit der Flamme abgegeben wird, die erzeugte Wärme. Dadurch geht die Flamme aus. Der maximale Rohrdurchmesser, bei dem sich die Flammen nicht ausbreiten können, wird als kritischer Durchmesser dieses Mischsystems bezeichnet. Eine hohe Zündenergie, eine große Fläche der heißen Oberfläche sowie eine unterschiedliche Kontaktzeit zwischen der Zündquelle und der Mischung können alle dazu führen, dass die Grenzen für eine Explosion erweitert werden. 　　Neben den oben genannten Faktoren können auch das Material der geschlossenen Hülle, in der die Komponenten miteinander in Berührung kommen, mechanische Verunreinigungen, Lichteinflüsse sowie Tenside den Explosionsgrenzbereich beeinflussen. 3 Gefahren: Je breiter der Explosionsbereich von brennbaren Gemischen ist, je niedriger die untere Explosionsgrenze und je höher die obere Explosionsgrenze sind, desto größer ist das Explosionsrisiko. Denn je breiter die Grenzen für eine Explosion sind, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Bedingungen für eine Explosion eingehalten werden ； Je niedriger die untere Explosionsgrenze ist, desto schon bei geringsten Mengen an brennbaren Stoffen können Bedingungen für eine Explosion entstehen ； Je höher die Explosionsgrenze ist, desto mehr Luft kann in den Behälter eindringen. Diese Luft kann sich mit den brennbaren Stoffen im Behälter vermischen und so die Bedingungen für eine Explosion schaffen. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn die Konzentration der brennbaren Mischung über dem Explosionslimit liegt, zwar kein Brand oder keine Explosion entsteht. Doch wenn die Mischung aus dem Behälter oder Rohr austritt und erneut mit Luft in Berührung kommt, kann sie dennoch brennen – es besteht also weiterhin eine Brandgefahr. 4 Darstellungsmethode: Das Gas wird in der Luft entzündet. Dabei kann das Gas explodieren – oder die Entzündung kann schnell wieder abklingen. Es hängt davon ab, welche Konzentration des Gases in der Luft vorliegt. Wenn die Konzentration des Gases zu niedrig ist, gibt es nicht genug Brennstoff, um eine Explosion zu bewirken ； Wenn die Gaskonzentration zu hoch ist, gibt es nicht genug Sauerstoff zum Verbrennen. Gase können nur zwischen zwei bestimmten Konzentrationen explodieren. Diese beiden Konzentrationen werden als unterer Explosionsgrenzwert (LEL) und oberer Explosionsgrenzwert (UEL) bezeichnet – und werden in Prozentangaben ausgedrückt. Es handelt sich um die Explosionsgrenzen von Gasen – auch als Explosionsgrenzwerte bezeichnet. Der Explosionsgrenzwert für Gase oder Dämpfe wird durch den Prozentsatz (%), den die brennbaren Stoffe im Gemisch ausmachen, angegeben. Beispielsweise liegt der Explosionsgrenzwert für eine Mischung aus Wasserstoff und Luft bei 4% bis 75%. Der Explosionsgrenzwert von brennbaren Stäuben wird durch das Massenverhältnis des brennbaren Stoffes zum Gesamtvolumen der Mischung ausgedrückt – in g/m³. Der Explosionsgrenzwert von Aluminiumstaub beträgt beispielsweise 40 g/m³.