第一章 燃燒與爆炸基本原理

第一章燃燒與爆炸

基本原理

防火防爆技術(shù)

爆炸的基本原理2燃燒基本原理1第一章

燃燒與爆炸基本原理了解燃燒爆炸學(xué)說(shuō)；熟悉各種燃燒類(lèi)型；熟悉影響燃燒爆炸極限的因素；熟悉爆炸極限的計(jì)算方法；掌握燃燒爆炸的原理和條件。理論要求學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠利用燃燒原理概括防火滅火方法；能操作燃燒爆炸實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)技能要求第一節(jié)燃燒基本原理一、燃燒理論1.燃燒的本質(zhì)用火，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)燃燒的真正起點(diǎn)。按考古學(xué)的發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)最早使用火的時(shí)代可以追溯到距今140～150萬(wàn)年以前。在古希臘的神話(huà)中，火是神的貢獻(xiàn)，是普羅米修斯為了拯救人類(lèi)的滅亡，從天上偷來(lái)的。在我國(guó)，燧人氏鉆木取火的故事更為感人，也更為貼合實(shí)際。但這些離火的本質(zhì)相距甚遠(yuǎn)。第一節(jié)燃燒基本原理2.燃燒的要素和條件燃燒必須具備以下要素：第一，要有可燃物（還原劑）；第二，要有助燃物（氧化劑）；第三，要有點(diǎn)火源。第一節(jié)燃燒基本原理（1）可燃物（還原劑）一般說(shuō)來(lái)，不論是固體、液體還是氣體，凡是能在空氣、氧氣或其他氧化劑中發(fā)生燃燒反應(yīng)的物質(zhì)都稱(chēng)為可燃物，否則稱(chēng)不燃物。（2）助燃物（氧化劑）與可燃物相結(jié)合能導(dǎo)致燃燒的物質(zhì)稱(chēng)助燃物，它是引起燃燒反應(yīng)必不可少的條件。第一節(jié)燃燒基本原理（3）點(diǎn)火源是指能夠引起可燃物與助燃物發(fā)生燃燒反應(yīng)的能量來(lái)源，有時(shí)也稱(chēng)著火源。圖1-1燃燒三角形第一節(jié)燃燒基本原理燃燒的充分條件如下：①具備一定數(shù)量的可燃物；②有足夠數(shù)量的氧化劑；③點(diǎn)火源要具有一定的能量；④三要素必須相互作用。圖1-2燃燒四面體第一節(jié)燃燒基本原理3.燃燒極限可燃物與適量的助燃物作用并達(dá)到一定的數(shù)量比例，才能夠產(chǎn)生燃燒，此比例范圍對(duì)可燃物來(lái)講，就是其燃燒極限（著火極限LimitsofFlammability）。燃燒極限是成份或壓力的極限，超過(guò)這一極限，可燃物和助燃物的混合物就不能燃燒。第一節(jié)燃燒基本原理4.引燃能、最小點(diǎn)火能根據(jù)燃燒的條件，可燃物、助燃物、點(diǎn)火源三者不僅要同時(shí)存在，而且可燃物、助燃物要具備一定的數(shù)量或濃度，點(diǎn)火源要具有一定大小的能量和一定高低的溫度，可燃物才會(huì)被引燃，火災(zāi)才會(huì)發(fā)生。第一節(jié)燃燒基本原理最小點(diǎn)火能的測(cè)定可用電火花法，測(cè)定裝置是一個(gè)放電回路，通過(guò)改變電源電壓和可變電容值來(lái)調(diào)節(jié)電極放出的能量的大小，找出使可燃物質(zhì)引燃的最小能量，即臨界值。最小點(diǎn)火能可由下式計(jì)算：（1-1）第一節(jié)燃燒基本原理表1-1部分可燃物的最小點(diǎn)火能可燃物名稱(chēng)最小點(diǎn)火能/mJ可燃物名稱(chēng)最小點(diǎn)火能/mJ空氣中氧氣中粉塵云粉塵層二硫化碳0.015鋁粉151.6氫0.0190.0013鎂粉800.24乙炔0.0190.0003醋酸纖維素粉15－乙烯0.090.001瀝青粉806.0環(huán)氧乙烷0.105聚乙烯粉10－甲醇0.215聚苯乙烯粉40－甲烷0.28酚醛塑料粉1040丙烯0.2820.031尿素樹(shù)脂粉80－乙烷0.25乙烯基樹(shù)脂粉10－丙烷0.26苯二甲酸酐粉15－苯0.55硫黃粉151.6氨0.77煙煤粉40－丙酮0.15木粉30－第一節(jié)燃燒基本原理表1-2常見(jiàn)點(diǎn)火源的溫度點(diǎn)火源名稱(chēng)火源溫度/℃點(diǎn)火源名稱(chēng)火源溫度/℃火柴焰煙頭（中心）煙頭（表面）機(jī)械火星電火花煤爐熾熱體煙囪飛火石灰遇水發(fā)熱500~650700~8002501200700800600600~700氣體燈焰酒精燈焰煤油燈焰植物油燈焰蠟燭焰打火機(jī)焰焊割火花汽車(chē)排氣管火星1600~21001180700~900500~700640~94010002000~3000600~800第一節(jié)燃燒基本原理5.燃燒溫度放熱是燃燒反應(yīng)的主要特征。可燃物質(zhì)燃燒時(shí)所放出的熱量，一部分被火焰輻射時(shí)散失，而大部分則消耗在加熱燃燒產(chǎn)物上，使產(chǎn)物溫度升高。燃燒溫度就是指燃燒產(chǎn)物被加熱的溫度。燃燒體系放熱量越大，燃燒產(chǎn)物溫度越高。第一節(jié)燃燒基本原理表1-3部分可燃物質(zhì)在空氣中的燃燒溫度物質(zhì)名稱(chēng)燃燒溫度/℃物質(zhì)名稱(chēng)燃燒溫度/℃甲烷乙烷乙炔甲醇乙醇丙酮乙醚原油汽油煤油重油木材石蠟甲苯180018952127110011801000286111001200700~103010001000~117714272071一氧化碳二硫化碳丙烯腈氫氣煤氣硫化氫天然氣石油氣氨苯鈉鎂硫磷16802195218821301600~18502110202021207002032140030001820900第一節(jié)燃燒基本原理6.燃燒速度（1）氣體燃燒速度由于氣體的燃燒不需要像固體、液體那樣經(jīng)過(guò)熔化、蒸發(fā)等過(guò)程，所以燃燒速度很快。氣體的燃燒速度隨物質(zhì)的組成不同而異。簡(jiǎn)單氣體燃燒（如氫氣）只需受熱、氧化等過(guò)程，而復(fù)雜的氣體（如天然氣、乙炔）等則要經(jīng)過(guò)受熱、分解、氧化過(guò)程才能開(kāi)始燃燒。因此，簡(jiǎn)單氣體的燃燒速度比復(fù)雜氣體的燃燒速度快。第一節(jié)燃燒基本原理表1-4一些可燃?xì)怏w在直徑25.4mm管道中火焰?zhèn)鞑ニ俣葰怏w名稱(chēng)最大火焰?zhèn)鞑ニ俣?（m/s）可燃?xì)怏w在空氣中的含量/%氫4.8338.5一氧化碳1.2545甲烷0.679.8乙烷0.856.5丙烷0.824.6丁烷0.823.6乙烯1.427.1煉焦煤氣1.7017煉焦發(fā)生煤氣0.7348.5水煤氣3.143第一節(jié)燃燒基本原理表1-5甲烷和空氣混合物在不同管徑時(shí)的傳播速度（cm/s）管徑/cm甲烷體積分?jǐn)?shù)/%2.51020406080623.543.563951181378508010015418320310651101361882152361235748012316318513224562104130138第一節(jié)燃燒基本原理如果在大管徑中燃燒的混合物在小管徑中熄滅，這種現(xiàn)象是由于在管子直徑減小時(shí)增加了熱損失所致。按熱損失觀點(diǎn)來(lái)分析，那么加熱區(qū)域與反應(yīng)區(qū)域的比例是：第一節(jié)燃燒基本原理（2）液體燃燒速度液體的燃燒速度可用質(zhì)量速度或直線(xiàn)速度兩種方法表示。液體燃燒的質(zhì)量速度是指每平方米面積上，1h燒掉液體的質(zhì)量；直線(xiàn)速度是指1h內(nèi)燒掉的液體層的高度（cm）。第一節(jié)燃燒基本原理表1-6幾種易燃液體的燃燒速度液體名稱(chēng)燃

燒

速

度直線(xiàn)速度/（cm/h）質(zhì)量速度/[kg/(m2·h)]苯乙醚甲苯航空汽油車(chē)用汽油二硫化碳丙酮甲醇煤油18.917.516.0812.610.510.478.47.26.6165.37125.84138.2991.9380.85132.9766.3657.655.11第一節(jié)燃燒基本原理（3）固體燃燒速度可燃固體物質(zhì)的燃燒速度，一般要小于可燃?xì)怏w和可燃液體。不同的可燃固體物質(zhì)其燃燒速度有很大差異。如萘及其衍生物、三硫化磷、松香等，在常溫下是固體，燃燒過(guò)程是受熱熔化、蒸發(fā)、氣化、分解、氧化、起火燃燒，一般速度較慢。第一節(jié)燃燒基本原理表1-7部分固體可燃物質(zhì)的燃燒速度物質(zhì)名稱(chēng)燃燒的平均速度/[kg/(m2·h)]天然橡膠人造橡膠布質(zhì)電膠木酚醛塑料聚苯乙烯樹(shù)脂木材（含水分14%）棉花（含水分6%~8%）人造短纖維（含水分6%）紙張有機(jī)玻璃3024321030508.521.62441.5第一節(jié)燃燒基本原理二、燃燒類(lèi)型1.閃燃閃燃是液體可燃物的特征之一。表1-7部分固體可燃物質(zhì)的燃燒速度種

類(lèi)級(jí)

別閃點(diǎn)/℃舉

例易燃液體Ⅰ≤8汽油、甲醇、乙醇、乙醚、苯、甲苯等Ⅱ28~45煤油、丁醇等可燃液體Ⅲ45~120戊醇、柴油、重油等Ⅳ＞120植物油、礦物油、甘油等第一節(jié)燃燒基本原理表1-9幾種液體的閃點(diǎn)物質(zhì)閃點(diǎn)/℃物質(zhì)閃點(diǎn)/℃物質(zhì)閃點(diǎn)/℃汽油-58~10二氯乙烷8松節(jié)油30二硫化碳-45甲醇9.5丁醇35乙醚-45.5乙醇11戊醇46丙酮-17醋酸丁酯13乙二醇112苯-15醋酸戊酯25甘油176.5甲苯1煤油28~45桐油239醋酸乙酯1二乙胺28冰醋酸40第一節(jié)燃燒基本原理表1-10幾種可燃物質(zhì)的燃點(diǎn)物質(zhì)燃點(diǎn)/℃物質(zhì)燃點(diǎn)/℃物質(zhì)燃點(diǎn)/℃磷34棉花150豆

油220松節(jié)油53麻絨150煙

葉222樟

腦70漆布165粘膠纖維235燈

油86蠟燭190松

木250賽璐珞100布匹200無(wú)煙煤280~500橡

膠130麥草200滌綸纖維390紙130硫207第一節(jié)燃燒基本原理圖1-3說(shuō)明了物質(zhì)燃點(diǎn)的物理意義?？扇嘉镔|(zhì)在溫度T0下開(kāi)始氧化反應(yīng)，放出熱量，物質(zhì)進(jìn)一步受熱，氧化反應(yīng)加劇，這時(shí)吸收的熱量消耗于物質(zhì)的升溫、熔化、分解或蒸發(fā)及向周?chē)纳嵘稀D1-3物質(zhì)自受熱至著火過(guò)程中溫度的變化第一節(jié)燃燒基本原理3.自燃可燃物質(zhì)雖沒(méi)有受到外界點(diǎn)火源的直接作用，但當(dāng)受熱達(dá)到一定溫度，或由于物質(zhì)內(nèi)部的物理（輻射、吸附等）、化學(xué)（分解、化合等）或生物（細(xì)菌、腐敗作用等）反應(yīng)過(guò)程所提供的熱量聚積起來(lái)使其達(dá)到一定的溫度，從而發(fā)生自行燃燒的現(xiàn)象叫自燃。第一節(jié)燃燒基本原理表1-11幾種可燃物質(zhì)的自燃點(diǎn)物質(zhì)自燃點(diǎn)/℃物質(zhì)自燃點(diǎn)/℃物質(zhì)自燃點(diǎn)/℃黃磷34~35二硫化碳102棉籽油370三硫化四磷100乙醚170桐油410賽璐珞150~180煤油240~290芝麻油410赤磷200~250汽油280花生油445松香240石油瀝青270~300菜籽油446鋅粉360柴油350~380豆油460丙酮570重油380~420亞麻仁油343第一節(jié)燃燒基本原理（1）受熱自燃可燃物質(zhì)在外部熱源作用下，使溫度升高，當(dāng)達(dá)到其自燃點(diǎn)時(shí)，即著火燃燒，這種現(xiàn)象稱(chēng)為受熱自燃。（2）自熱自燃某些物質(zhì)在沒(méi)有外來(lái)熱源影響下，由于物質(zhì)內(nèi)部所發(fā)生的化學(xué)、物理或生化過(guò)程而產(chǎn)生熱量，這些熱量在適當(dāng)條件下會(huì)逐漸積聚，使物質(zhì)溫度上升，達(dá)到自燃點(diǎn)而燃燒。第一節(jié)燃燒基本原理自熱燃燒的物質(zhì)可分為：自燃點(diǎn)低的物質(zhì)遇空氣、氧氣發(fā)熱自燃的物質(zhì)自然分解發(fā)熱的物質(zhì)易產(chǎn)生聚合熱或發(fā)酵熱的物質(zhì)第一節(jié)燃燒基本原理（3）影響自燃點(diǎn)的因素壓力對(duì)自燃點(diǎn)有很大的影響，壓力越高，則自燃點(diǎn)越低。表1-12硫鐵礦礦粉的自燃點(diǎn)分

級(jí)篩子網(wǎng)眼/mm自燃點(diǎn)/℃10.20~0.1540620.15~1.1040130.10~1.18640040.086340第一節(jié)燃燒基本原理表1-13部分氣體和液體的自燃點(diǎn)物

質(zhì)自燃點(diǎn)/℃物

質(zhì)自燃點(diǎn)/℃空氣中氧氣中空氣中氧氣中氫氣572560乙烯490485一氧化碳609588乙炔305296二硫化碳120107苯580566硫化氫292220環(huán)丙烷498454甲烷632556甲醇470461丙烷493468乙醛275159丁烷408283乙醚193182戊烷290258丙酮561485乙酸550490二甲醚350352第一節(jié)燃燒基本原理表1-14部分液體燃料的自燃點(diǎn)和閃點(diǎn)比較/℃物

質(zhì)閃點(diǎn)/℃自燃點(diǎn)/℃物

質(zhì)閃點(diǎn)/℃自燃點(diǎn)/℃汽油＜28510~530重柴油＞120300~330煤油28~45380~420蠟油＞120300~320輕柴油45~120350~380渣油＞120230~240第一節(jié)燃燒基本原理5.爆燃爆燃（或叫燃爆）是火炸藥或燃爆性氣體混合物的快速燃燒，是混合氣體在燃燒時(shí)的一個(gè)特例。一般燃料的燃燒需要外界供給助燃的氧，沒(méi)有氧，燃燒反應(yīng)就不能進(jìn)行，例如煤炭在空氣中的燃燒。某些含氧的化合物（如硝甲基苯等）或混合物，在缺氧的情況下雖然也能燃燒，但由于其含氧量不高，隔絕空氣后燃燒就不完全或熄滅。第一節(jié)燃燒基本原理三、燃燒特征1.著火延滯期（誘導(dǎo)期）如前所述，對(duì)著火延滯時(shí)間一般有下列描述：①著火延滯時(shí)間指可燃性物質(zhì)和助燃?xì)怏w的混合物在高溫下從開(kāi)始暴露到起火的時(shí)間間隔。②混合氣著火前自動(dòng)加熱的時(shí)間稱(chēng)為誘導(dǎo)期，在燃燒過(guò)程中又稱(chēng)為著火延滯期或著火落后期，單位用ms表示。（1-2）第一節(jié)燃燒基本原理當(dāng)混合氣的溫度繼續(xù)加熱上升時(shí)，不需供給能源就會(huì)自動(dòng)著火，此時(shí)，著火溫度和著火滯后時(shí)間之間存在著下述關(guān)系（Semenov提出）：（1-3）第一節(jié)燃燒基本原理2.燃燒熱（1）燃燒熱的表示方法①燃燒熱（）：1mol有機(jī)化合物在25℃，101.325kPa下完全燃燒時(shí)所放出的熱量稱(chēng)為該化合物的燃燒熱。②熱值：某些單質(zhì)、化合物它們?nèi)紵懦龅臒崃浚瓤梢杂萌紵裏岜硎?，又可以用熱值表示，并具有以下?lián)Q算關(guān)系：（kJ/mol）（1-4）（kJ/mol）（1-5）（kJ/kg）（1-6）第一節(jié)燃燒基本原理高熱值（QH）：可燃物中的水和氫燃燒生成的水以液態(tài)存在時(shí)的熱值稱(chēng)為高熱值。低熱值（QL）：可燃物中的水和氫燃燒生成的水以氣態(tài)存在時(shí)的熱值稱(chēng)為低熱值。熱值可以用門(mén)捷列夫公式進(jìn)行計(jì)算：（kJ/kg）（1-7）（kJ/kg）（1-8）（kJ/kg）（1-9）第一節(jié)燃燒基本原理【例1-1】求5kg木材燃燒的高、低熱值。已知木材的組成為：C含量43%，H含量7%，O含量41%，N含量2%，W含量7%。解由（1-7）和（1-8）式可得：5kg木材的高熱值為18971.4×5=94857（kJ）；低熱值為17207.4×5=86073（kJ）。第一節(jié)燃燒基本原理（2）燃燒熱的測(cè)量表1-15某些物質(zhì)燃燒熱值（低熱值）物

質(zhì)燃燒熱值物

質(zhì)燃燒熱值/（kJ/kg）kJ/kgkJ/m3氫11948010753淀粉17490乙炔4811255856苯40260甲烷5008235823甲苯40570乙烯4663158321無(wú)煙煤31380乙烷4728058160褐煤18830丙烯4577381170焦碳31380丙烷4623383470煉焦煤氣32640丁烯45271107530照明用煤氣20920丁烷45606108370酒精29290戊烷45396133890汽油43510硫化氫1560624016煤油42890木材16740柴油42050天然纖維17360重油41590石蠟46610棉花17584第一節(jié)燃燒基本原理表1-16某些物質(zhì)完全燃燒時(shí)消耗1m3氧氣所產(chǎn)生的熱量物

質(zhì)熱量/（MJ）物

質(zhì)熱量/（MJ）物

質(zhì)熱量/（MJ）纖維素17.79褐煤17.17聚苯乙烯16.98棉花17.82煤、瀝青17.68有機(jī)玻璃16.99報(bào)紙17.54聚乙烯16.56聚丙烯腈17.81瓦楞紙板箱17.93聚丙烯16.57甲烷16.42硬木16.07聚異丁烯16.72苯17.10木材16.38聚丁二烯17.00平均值17.09第一節(jié)燃燒基本原理（3）燃燒熱的傳遞①熱傳導(dǎo)。②熱對(duì)流。③熱輻射。表1-17幾種固體物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)λ×103[W/(cm·℃)]物

質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)物

質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)物

質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)木材1.25~4.18毛氈0.63黃銅1086.80紙板1.25石棉1.25~2.5碳鋼528.00~501.60膠合板0.42~1.25石棉酚醛塑料1.05水泥2.93瓷10.45混凝土8.36~12.54石英66.88~125.40普通玻璃5.85~7.52大理石29.68泡沫玻璃0.42~1.25花崗巖33.44第一節(jié)燃燒基本原理3.火焰?zhèn)鞑ィ?）氣體（2）液體、固體火焰（3）火焰?zhèn)鞑ア倩鹧鎮(zhèn)鞑サ臒崂碚?。②火焰?zhèn)鞑サ臄U(kuò)散理論。第一節(jié)燃燒基本原理3.火焰?zhèn)鞑ィ?）氣體（2）液體、固體火焰（3）火焰?zhèn)鞑ア倩鹧鎮(zhèn)鞑サ臒崂碚摗＂诨鹧鎮(zhèn)鞑サ臄U(kuò)散理論。第一節(jié)燃燒基本原理表1-18某些可燃物燃燒時(shí)煙氣的特征物質(zhì)名稱(chēng)煙

氣

特

征顏色嗅味木材灰黑色樹(shù)脂臭稍有酸味石油產(chǎn)品黑色石油臭稍有酸味磷白色大蒜臭－鎂白色－金屬味硝基化合物棕黃色刺激臭酸味硫黃－硫臭酸味橡膠棕黑色硫臭酸味棉和麻黑褐色燒紙臭稍有酸味聚氯乙烯纖維黑色鹽酸臭酸味有機(jī)玻璃－芳香稍有酸味第二節(jié)爆炸的基本原理一、爆炸及其種類(lèi)1.爆炸現(xiàn)象在自然界中存在著各種爆炸。我們把物質(zhì)發(fā)生一種極為迅速的物理或化學(xué)變化，并在瞬間放出大量能量，同時(shí)產(chǎn)生巨大聲響的現(xiàn)象稱(chēng)為爆炸。它通常借助于氣體的膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如乙炔罐里的乙炔與氧氣混合發(fā)生爆炸時(shí)，大約在1秒內(nèi)完成下列化學(xué)反應(yīng)：2C2H2+5O2=4CO2+2H2O+Q第二節(jié)爆炸的基本原理一般說(shuō)來(lái)，爆炸現(xiàn)象具有以下特征：①爆炸過(guò)程進(jìn)行得很快；②爆炸點(diǎn)附近壓力急劇升高；③發(fā)出或大或小的響聲；④周?chē)橘|(zhì)發(fā)生震動(dòng)或鄰近物質(zhì)遭到破壞。第二節(jié)爆炸的基本原理2.爆炸分類(lèi)與爆炸原理（1）物理爆炸①受壓容器爆炸。②水蒸氣爆炸。第二節(jié)爆炸的基本原理（2）化學(xué)爆炸①化學(xué)爆炸按爆炸時(shí)所發(fā)生的化學(xué)變化可分為以下幾種。a.氣體單分解爆炸。例如乙炔在高壓下能發(fā)生單分解爆炸，反應(yīng)式如下：C2H22C+H2+266.08kJ/mol表1-19乙炔在直徑為2.5cm的管內(nèi)爆炸初壓及誘導(dǎo)距離初壓（絕壓）/MPa0.340.370.491.96距離/m9.16.73.70.9~1.0第二節(jié)爆炸的基本原理b.氣體混合物爆炸。c.炸藥爆炸。表1-20常見(jiàn)幾種炸藥的爆炸參數(shù)序號(hào)名稱(chēng)爆熱/(kJ/kg)爆溫/℃爆容/(L/kg)爆壓/GPa爆速/(m/s)1梯恩梯TNT4435258773019.0870002黑索今RDX5816370090832.6382003太安PENT6067381679030.0582814奧克托HMX5983303878233.491105硝化甘油NG6210400071526.797500第二節(jié)爆炸的基本原理②按照爆炸的瞬時(shí)燃燒速度的不同，爆炸可分為以下三類(lèi)：a.爆燃。b.爆炸。c.爆轟。為防止殉爆的發(fā)生，應(yīng)保持使空氣沖擊波失去引起殉爆能力的距離，其安全間距按下式計(jì)算：（1-10）表1-20常見(jiàn)幾種炸藥的爆炸參數(shù)混合氣體混合百分比/%爆轟速度/(m/s)混合氣體混合百分比/%爆轟速度/(m/s)乙醇－空氣乙烯－空氣一氧化碳－氧二硫化碳－氧6.29.166.725.01690173412641800甲烷－氧苯－氧乙炔－氧氫－氧33.311.840.066.72146220627162821第二節(jié)爆炸的基本原理（3）粉塵爆炸①粉塵爆炸的條件。②粉塵爆炸的過(guò)程③粉塵爆炸的特性。④影響粉塵爆炸的因素。圖1-4粉塵爆炸過(guò)程第二節(jié)爆炸的基本原理二、爆炸極限及其理論1.爆炸極限表1-22烴類(lèi)和液體可燃物在空氣中的爆炸極限可燃物名稱(chēng)分子式φ/%ρ/（mg/L）下

限上

限下

限上

限氫一氧化碳甲烷乙烷乙烯乙炔丙烷丁烷戊烷己烷環(huán)己烷苯庚烷甲苯辛烷二甲苯乙醚丙酮酒精甲醇H2COCH4C2H6C2H4C2H2C3H8C4H10C5H12C6H14C6H12C6H6C7H16C7H8C8H18C8H10(C2H5)2O(CH3)2COC2H5OHCH3OH4.012.55.33.03.12.52.21.91.51.21.31.41.21.41.01.01.93.04.37.375741412.536819.58.57.87.58.07.16.76.7－6.0481119363.31463538322740464543444650544844597282976386093156370880174206234270270230280260－2651480270360480第二節(jié)爆炸的基本原理表1-23常見(jiàn)一些粉塵的爆炸下限粉塵爆炸下限/（g/m3）粉塵爆炸下限/（g/m3）粉塵爆炸下限/（g/m3）鈦錳鋅粉鋁粉鐵粉鎂粉硅452105003512020160酚醛樹(shù)脂環(huán)氧樹(shù)脂聚乙烯醇聚苯乙烯聚乙烯聚丙烯腈聚酰胺25203520252530玉米淀粉棉纖維小麥煙煤硫粉木粉糖粉451006035354019第二節(jié)爆炸的基本原理2.爆炸極限的影響因素（1）溫度的影響（2）壓力的影響表1-24加壓對(duì)甲烷爆炸極限的影響壓力/MPa爆炸下限/%爆炸上限/%極限范圍0.15.614.38.71.05.917.211.35.05.429.424.012.55.745.740.0第二節(jié)爆炸的基本原理表1-25減壓對(duì)一氧化碳爆炸極限的影響壓力/MPa爆炸下限/%爆炸上限/%極限范圍0.115.568.352.50.07916.065.049.00.05319.557.738.20.03922.551.529.00.0337.437.400.026不爆不爆－第二節(jié)爆炸的基本原理（3）氧含量表1-26氣態(tài)可燃物在空氣中和氧氣中的爆炸濃度極限物質(zhì)名稱(chēng)在空氣中在純氧中物質(zhì)名稱(chēng)在空氣中在純氧中爆炸下限/%范圍爆炸下限/%范圍爆炸下限/%范圍爆炸下限/%范圍甲烷5～1510.05.4～6054.6氨15～30.215.213.5～7965.5乙烷3～12.59.53～6663.0一氧化碳12.5～7461.515.5～9478.5第二節(jié)爆炸的基本原理續(xù)上表丙烷2.1～9.57.42.3～5552.7丙烯2～11.19.12.1～5350.9丁烷1.5～8.57.01.8～4947.2環(huán)丙烷2.4～10.48.02.5～6360.5乙烯2.7～3431.33～8077.0乙醚1.95～36.534.652.1～8279.9炔2.4～8279.62.8～9390.21－丁烯1.6～108.41.8～5856.2氫4～75.671.04.7～9489氯乙烯3.8～3127.24.0～7066第二節(jié)爆炸的基本原理（4）惰性組分圖1-5各種惰性氣體含量對(duì)甲烷爆炸極限的影響第二節(jié)爆炸的基本原理（5）爆炸容器對(duì)爆炸極限的影響（6）點(diǎn)火源的影響表1-27部分氣體和最低引爆能量可燃?xì)怏w名稱(chēng)含量/%（體積分?jǐn)?shù)）最低引爆能量/mJ氫氣（在空氣中）29.20.019氫氣（在氧氣中）29.20.0013甲醇12.240.215甲烷8.50.28乙炔（在空氣中）7.730.02乙炔（在氧氣中）7.730.003乙烯（在空氣中）6.520.016乙烯（在氧氣中）6.520.001乙烷（在空氣中）4.020.031乙烷（在氧氣中）4.020.031第二節(jié)爆炸的基本原理續(xù)上表可燃?xì)怏w名稱(chēng)含量/%（體積分?jǐn)?shù)）最低引爆能量/mJ環(huán)氧乙烷7.720.105乙醛7.720.376丙烯4.440.282丁二烯3.670.17苯2.710.55氨21.80.77丙酮4.871.15甲苯2.272.50第二節(jié)爆炸的基本原理圖1-6點(diǎn)火能量對(duì)甲烷爆炸極限影響第二節(jié)爆炸的基本原理3.爆炸極限的計(jì)算（1）爆炸完全反應(yīng)濃度計(jì)算【例1-2】求乙烯在氧氣中完全反應(yīng)的濃度。解寫(xiě)出乙烯在氧氣中完全反應(yīng)的方程式：C2H4+3O2=2CO2+2H2O+Q根據(jù)反應(yīng)式得知，參加反應(yīng)物質(zhì)的總體積為1+3=4，則乙烯的體積在總體積中占：乙烯在氧氣中完全反應(yīng)的濃度為25%?？傻诙?jié)爆炸的基本原理可燃?xì)怏w或蒸汽的化學(xué)當(dāng)量濃度，也可用以下方法計(jì)算。可燃?xì)怏w或蒸汽分子式一般用CαHβOγ表示，設(shè)燃燒1mol氣體所必需的氧物質(zhì)的量為n，則燃燒反應(yīng)式可寫(xiě)成：αHβOγ+nO2→生成氣體+Q如果把空氣中氧氣的濃度取為20.9%，則在空氣中可燃?xì)怏w完全反應(yīng)的濃度X0%為：（1-11）又設(shè)在氧氣中可燃?xì)怏w完全反應(yīng)的濃度為X（%），即：（1-12）第二節(jié)爆炸的基本原理式（1-11）和式（1-12）表示出X和X0與n或2n之間的關(guān)系（2n表示反應(yīng)中氧的原子數(shù)）。在完全燃燒的情況下，燃燒反應(yīng)式為：CαHβOγ+2nO2→αCO2+βH2O+Q式中2n=2α+1/2β-γ,對(duì)于各種不同的烴，它們之間有不同的關(guān)系式。根據(jù)2n的數(shù)值，從表1-29中可直接查出可燃?xì)怏w在空氣（或氧氣）中完全反應(yīng)的濃度。第二節(jié)爆炸的基本原理【例1-3】試求戊烷（C5H12）和乙醇（C2H5OH）的爆炸完全反應(yīng)物濃度和爆炸極限。解先按公式分別求出戊烷（C4H10）和乙醇（C2H5OH）在空氣中完全燃燒所需的氧分子數(shù)n0。戊烷n0=α+β/4=5+12/4=8乙醇n0=α+β/4-γ/2=2+6/4-1/2=3再按公式分別求出戊烷和乙醇的爆炸完全反應(yīng)物濃度X0：戊烷乙醇第二節(jié)爆炸的基本