“Раскрытие «крайних пределов взрыва»

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано yinkuilin6868 23.11.2015 в 08:51. 1. Предел взрывоопасности. Горючие вещества (горючие газы, пары и пыль) должны быть равномерно смешаны с воздухом (или кислородом) в определенном диапазоне концентраций, чтобы образовался предварительно смешанный газ. Только при наличии источника огня может произойти взрыв. Этот диапазон концентраций называется пределом взрывоопасности или пределом концентрации для возникновения взрыва. 　　Например, предел взрывоопасности смеси угарного газа с воздухом составляет 12,5%–74%. Наименьшая и наибольшая концентрации горючей смеси, при которых может произойти взрыв, называются соответственно нижней и верхней границами взрываемости. Иногда эти показатели также обозначаются как нижняя и верхняя границы возгорания. При температурах ниже нижней границы взрывоопасности не происходит ни взрыва, ни возгорания ； При уровне, превышающем предел взрывчатости, взрыв не происходит, но происходит горение. Это происходит из-за недостаточной концентрации горючего в первом случае, а также из-за охлаждающего эффекта избыточного воздуха, который препятствует распространению пламени ； А вторая причина — недостаток воздуха, из-за которого пламя не может распространяться. Когда концентрация горючего примерно соответствует эквивалентной концентрации для реакции, происходит максимальная сила взрыва (то есть концентрационный коэффициент, рассчитанный на основе уравнения полного сгорания). Контроль концентрации газов является неотъемлемой частью охраны труда. Добавляют инертные газы или другие негорючие газы для снижения концентрации. Перед выбросом в атмосферу взрывоопасные газы можно удалять с помощью осветлителей или методов адсорбции. 2 Факторы, влияющие на процесс взрыва 　 При различном составе смеси различается и предел взрывчатости. В одной и той же смеси предел взрывоопасности может изменяться под влиянием таких факторов, как начальная температура, давление в системе, содержание инертного вещества, объем пространства, в котором находится смесь, материал стенок контейнера, а также величина энергии зажигания. 　　Общее правило заключается в том, что с повышением начальной температуры смеси увеличивается диапазон пределов возможного взрыва, то есть нижняя граница снижается, а верхняя — повышается. Поскольку температура системы повышается, внутренняя энергия молекул увеличивается, что превращает ранее негорючую смесь в горючую и взрывоопасную систему. При увеличении давления в системе расширяется также диапазон возможных взрывов. Это происходит потому, что при повышении давления расстояние между молекулами сокращается, что увеличивает вероятность столкновений и способствует более легкому протеканию процесса горения. При снижении давления уменьшается диапазон пределов взрыва ； Когда давление снижается до определенного значения, его верхняя и нижняя границы совпадают; давление в этот момент называется критическим давлением смеси. Когда давление падает ниже критического значения, система перестает быть взрывоопасной (у некоторых газов наблюдаются исключения). При увеличении количества инертных газов в смеси сужается диапазон температур, при которых может произойти взрыв. Когда концентрация инертных газов достигает определенного значения, смесь уже не может взорваться. Чем меньше диаметр контейнера и трубы, тем меньше область взрыва. Когда диаметр трубки (канала пламени) становится настолько малым, количество тепла, излучаемого твердой поверхностью, охлаждающей пламя, на единицу объема превышает количество тепла, выделяемого самим пламенем. В результате пламя прекращает свое существование и гаснет. Максимальный диаметр трубы, при котором пламя не может распространяться, называется критическим диаметром данной смеси. Высокая интенсивность энергии зажигания, большая площадь теплой поверхности, а также различная продолжительность контакта источника зажигания с смесью — все это способствует увеличению предела взрывоопасности. 　　Помимо вышеуказанных факторов, на диапазон предела взрывоопасности могут влиять такие элементы, как материал закрытого корпуса, в котором происходит контакт смеси, механические примеси, освещение, поверхностно-активные вещества и т. д. 3. Опасность Чем шире диапазон пределов взрывоопасности горючей смеси, тем ниже её нижний предел взрыва и тем выше верхний предел взрыва; это увеличивает степень опасности взрыва. Это связано с тем, что чем шире предел взрыва, тем больше шансов на наступление условий для взрыва ； Чем ниже предел взрывоопасности, тем при малейшем утечке горючего могут сложиться условия для взрыва ； Чем выше предел взрывчатости, тем больше воздуха может проникнуть в контейнер. Этот воздух может смешиваться с горючими веществами, находящимися в контейнере, что создает условия для взрыва. Следует отметить, что при концентрации горючей смеси, превышающей верхний предел взрывоопасности, сама по себе смесь не будет гореть и не взорвется. Однако, если она вытекает из контейнера или трубопровода и снова вступает в контакт с воздухом, она может загореться, поэтому сохраняется риск возникновения пожара. 4 — способ проведения эксперимента: газ зажигается в воздухе; газ может взорваться или же быстро прекратить гореть. Это зависит от концентрации газа в воздухе. Когда концентрация газа слишком низка, нет достаточного количества топлива для поддержания взрыва ； Когда концентрация газа слишком высока, недостаточно кислорода для горения. Газ может взорваться только при двух определенных концентрациях. Эти концентрации называются нижней границей взрываемости (LEL) и верхней границей взрываемости (UEL); они выражаются в процентах. Это предел взрывчатости газа (также называемый границей взрывчатости). Предел взрывоопасности газа или пара определяется в процентах (%) от объема горючего вещества в смеси. Например, предел взрывоопасности смеси водорода и воздуха составляет 4%–75%. Предел взрывоопасности горючих пылей определяется как отношение массы горючего вещества к объему смеси, выражаемое в единицах г/м³. Например, предел взрывоопасности алюминиевой пыли составляет 40 г/м³. 1. Предел взрывоопасности. Горючие вещества (горючие газы, пары и пыль) должны быть равномерно смешаны с воздухом (или кислородом) в определенном диапазоне концентраций, чтобы образовалась предварительно смешанная смесь. Только при контакте с источником огня может произойти взрыв. Этот диапазон концентраций называется пределом взрывоопасности или пределом концентрации, при котором возможен взрыв. 　　Например, предел взрывоопасности смеси угарного газа с воздухом составляет 12,5%–74%. Наименьшая и наибольшая концентрации горючей смеси, при которых может произойти взрыв, называются соответственно нижней и верхней границами взрываемости. Иногда эти показатели также обозначаются как нижняя и верхняя границы возгорания. При температурах ниже нижней границы взрывоопасности не происходит ни взрыва, ни возгорания ； При уровне, превышающем предел взрывчатости, взрыв не происходит, но происходит горение. Это происходит из-за недостаточной концентрации горючего в первом случае, а также из-за охлаждающего эффекта избыточного воздуха, который препятствует распространению пламени ； А вторая причина — недостаток воздуха, из-за которого пламя не может распространяться. Когда концентрация горючего примерно соответствует эквивалентной концентрации для реакции, происходит максимальная сила взрыва (то есть концентрационный коэффициент, рассчитанный на основе уравнения полного сгорания). Контроль концентрации газов является неотъемлемой частью охраны труда. Добавляют инертные газы или другие негорючие газы для снижения концентрации. Перед выбросом в атмосферу взрывоопасные газы можно удалять с помощью осветлителей или методов адсорбции. 2 Факторы, влияющие на процесс взрыва 　 При различном составе смеси различается и предел взрывчатости. В одной и той же смеси предел взрывоопасности может изменяться под влиянием таких факторов, как начальная температура, давление в системе, содержание инертного вещества, объем пространства, в котором находится смесь, материал стенок контейнера, а также величина энергии зажигания. 　　Общее правило заключается в том, что с повышением начальной температуры смеси увеличивается диапазон пределов возможного взрыва, то есть нижняя граница снижается, а верхняя — повышается. Поскольку температура системы повышается, внутренняя энергия молекул увеличивается, что превращает ранее негорючую смесь в горючую и взрывоопасную систему. При увеличении давления в системе расширяется также диапазон возможных взрывов. Это происходит потому, что при повышении давления расстояние между молекулами сокращается, что увеличивает вероятность столкновений и способствует более легкому протеканию процесса горения. При снижении давления уменьшается диапазон пределов взрыва ； Когда давление снижается до определенного значения, его верхняя и нижняя границы совпадают; давление в этот момент называется критическим давлением смеси. Когда давление падает ниже критического значения, система перестает быть взрывоопасной (у некоторых газов наблюдаются исключения). При увеличении количества инертных газов в смеси сужается диапазон температур, при которых может произойти взрыв. Когда концентрация инертных газов достигает определенного значения, смесь уже не может взорваться. Чем меньше диаметр контейнера и трубы, тем меньше область взрыва. Когда диаметр трубки (канала пламени) становится настолько малым, количество тепла, излучаемого твердой поверхностью, охлаждающей пламя, на единицу объема превышает количество тепла, выделяемого самим пламенем. В результате пламя прекращает свое существование и гаснет. Максимальный диаметр трубы, при котором пламя не может распространяться, называется критическим диаметром данной смеси. Высокая интенсивность энергии зажигания, большая площадь теплой поверхности, а также различная продолжительность контакта источника зажигания с смесью — все это способствует увеличению предела взрывоопасности. 　　Помимо вышеуказанных факторов, на диапазон предела взрывоопасности могут влиять такие элементы, как материал закрытого корпуса, в котором происходит контакт смеси, механические примеси, освещение, поверхностно-активные вещества и т. д. 3. Опасность Чем шире диапазон пределов взрывоопасности горючей смеси, тем ниже её нижний предел взрыва и тем выше верхний предел взрыва; это увеличивает степень опасности взрыва. Это связано с тем, что чем шире предел взрыва, тем больше шансов на наступление условий для взрыва ； Чем ниже предел взрывоопасности, тем при малейшем утечке горючего могут сложиться условия для взрыва ； Чем выше предел взрывчатости, тем больше воздуха может проникнуть в контейнер. Этот воздух может смешиваться с горючими веществами, находящимися в контейнере, что создает условия для взрыва. Следует отметить, что при концентрации горючей смеси, превышающей верхний предел взрывоопасности, сама по себе смесь не будет гореть и не взорвется. Однако, если она вытекает из контейнера или трубопровода и снова вступает в контакт с воздухом, она может загореться, поэтому сохраняется риск возникновения пожара. 4 — способ проведения эксперимента: газ зажигается в воздухе; газ может взорваться или же быстро прекратить гореть. Это зависит от концентрации газа в воздухе. Когда концентрация газа слишком низка, нет достаточного количества топлива для поддержания взрыва ； Когда концентрация газа слишком высока, недостаточно кислорода для горения. Газ может взорваться только при двух определенных концентрациях. Эти концентрации называются нижней границей взрываемости (LEL) и верхней границей взрываемости (UEL); они выражаются в процентах. Это предел взрывчатости газа (также называемый границей взрывчатости). Предел взрывоопасности газа или пара определяется в процентах (%) от объема горючего вещества в смеси. Например, предел взрывоопасности смеси водорода и воздуха составляет 4%–75%. Предел взрывоопасности горючих пылей определяется как отношение массы горючего вещества к объему смеси, выражаемое в единицах г/м³. Например, предел взрывоопасности алюминиевой пыли составляет 40 г/м³.