平安工程師平安生產(chǎn)技本第記第九講式中2n=2aH印斗對(duì)于右始嫌p=2a+2?因此.2n=^l-y.根據(jù)2n的數(shù)(ft.從我24中可口接查出可

大綱要求I燃?xì)怏w或蒸氣在空氣(或氧氣)中完全反響的濃度。

檢驗(yàn)應(yīng)考人員對(duì)爆炸上限和下限、含行情性氣體組成混合物爆炸極現(xiàn)許外的掌報(bào)程度；對(duì)物塵母炸特點(diǎn)的［例)試分別求H，CH3OH、C3H8C6H6在空氣中和輒氣中完全反響的濃%

熟悉程度.IWI

二、玳點(diǎn)、賽點(diǎn)I(I)公式法，

I.了解爆炸反響濃度、反炸亂度和壓力的計(jì)霓；20.9

2.掌抿爆任上限和下IU.含有悵性氣體坦成混合物熔炸極限的計(jì)算.X(H2)---------------------%?29.4?%

3.了解粉塵爆蚱的機(jī)理，特點(diǎn)：0.209*0.5

4.掌握粉塵爆炸的快刷因素；

5,熱悉粉塵爆炸的行性：100

6.笊根控制產(chǎn)牛.酚金季作的技術(shù)括施.X0(H2)=——%=66.7%

(：：)熔炸反響濃度、饌炸溫度和壓力的計(jì)算l>n

I.烽炸完全反響濃度計(jì)算20.9

於炸混合物中的可燃物幀和助燃物質(zhì)完全反響的濃度也就足理論上完全燃燒時(shí)在混合物中可燃物的含升.X<CH3OH)=--------------------%=12.23%

根據(jù)化學(xué)反峋方程式可以計(jì)翼可期氣體成蒸氣的完全反響濃度，現(xiàn)舉例如F；0.20941.5

I例)求乙塊在軾氣中完全反響的濃度.

［解］寫出乙戲在弱*V，的燃燒反響式：10()

2c2H2702-4CO2>：H2O?QX0(CH3OH)=---------%=40%

根據(jù)反響式付知，卷如反響物質(zhì)的政體枳為2-5=7.假設(shè)以7這個(gè)總體積為1(X),那么2個(gè)體積的乙快件1+1.5

總體枳中占：20.9

Xo=2-7=28.6%X(C3H8)=--------------------%=4.01%

苻：乙快在料氣中充全及的的濃度為2?.0%,U.2U9+5

叫燃?xì)怏w或蒸氣的化學(xué)當(dāng)量濃度.也可用以下方法計(jì)算.

愜氣體或熱氣分子式一般川CaHpOy表示.電燃燒Imol氣體所必需的氧向物版的或?yàn)閚.那么燃燒反響式100

可巧成；XO(C3H8)=------%=16.7%

CaHpOyfnO2-生戌氣體1+5

如果把空氣中斜氣的衣哎取為20.9%,那么在空氣中可燃?xì)怏w完全反響的濃強(qiáng)x(%)-量可用下式及示?20.9

X(C6H6)=--------------------%=2.71%

120.90.209+75

X=-------------=---------%(2-4)

n0.209*n100

X0(C6H6)=----------%=11S%

0.2091+7.5

又設(shè)在領(lǐng)氣中可燃?xì)鉄捦耆错懙臐舛葹閄0(%)，即：(2)吉表法：根據(jù)可燃物分子式，用公式2n=2a+l以外.求出共2nttL由方數(shù)小，直接從表2—4中分別

100用出它們花空氣或3)中完全反響的濃度.

X0=——%(2—5)由式2n=2(i+l〃p”?依分下式分別求出2n值如F：

1*nH22n-l

式《2-4》和式(2—5)表示出X和X?與n或2n之間的關(guān)系《2n表示反響中乳的原子數(shù)).CH30H2n=3

C3H82n=l0

C6H62n=15

CoHpOy+nO2-<rCG2+L20H20由2n值直接從表2-4分別菱出它們的X和X。ffi：

X(H2)=29.5%X.<H2)=66.7%XQ-燃燒物值的燃燒熱之電和.

X(CH3OH)=I2%X.(CH3OH)=40%［例1?氧化碳在空氣中的濃優(yōu)為20%,求CO丐空氣混合物的現(xiàn)炸溫優(yōu)，爆價(jià)混合物的域初潞僮為300K.

X(C3H8)=4%X.(C3H8)=16.7%［解)通?？諝庵邪嗾?1%,雙占79%,所以混合物中M仙缸分別占

X(C6H6c2.1%X.(C6H6EI.76%狙21100-20

&2T可燃?xì)怏w(蒸T)在空氣和敵氣中完全反響的濃收---------x---------=16.8%

2.爆炸溫度計(jì)算100100

1)根據(jù)反響熱計(jì)"爆炸溫度

理論上的爆介械島溫度可根蛆反響熱計(jì)算.算79100-20

［例］未乙18與空氣的混分物的饌炸iS度，---------x---------=63.2%

［解)(1)先列出乙域在空氣中燃燒的反響方程式：100100

C4H100+602+22.6N—4C02+51120+22.6N2由尸氣體體枳之比等「共摩爾數(shù)之比.所以將體積百分比穩(wěn)算成摩爾數(shù).即Imol混合物中應(yīng)有0.2mol-

式中，鼠的摩爾數(shù)是被空氣中N2：02=79：21的比例確定的，即602時(shí)同的N2應(yīng)為：6x79/21=22.6氧化破、O.I68nvl氧和0.632molM.

由反響方程式可知,與庫前的分子數(shù)為29.6.津炸后為31.6.從表2-6fiW式化碳、氯、漢在:300K時(shí).其摩爾內(nèi)能分別為623833J/mol.623833J/mol和6238.33J

<2)計(jì)算燃燒各產(chǎn)物的熱容./mol.混合物的摩爾內(nèi)能為：

氣體平均除爾定容熱字計(jì)宓式見表2—5.XuI-(0.2x623i.33*0.i68x6238.33*0.632x623833)J

表2-5氣體平均摩爾定容熱容計(jì)算式=6238.33J

根據(jù)次中所列計(jì)算式,燃燒產(chǎn)物谷組分的熱容為：氣化碇的燃燒熱為285624J,那么0.2mol氣化碳的燃燒熱為：

N：的摩爾定卷定容為|(4.8+0,000451)*4186.8W(kmol-)(0.2x285624M57124.8J

H20的摩爾定容熱容為［(4.0+0.00215t)X4lM.8|J/(kmol-V)燃燒后各生成物內(nèi)使之和應(yīng)為：

CO.的摩爾定容熱客為［<9.0+0.000581)X4186.8］J/(kmol'C)￡u2=(6238.33-?57124.8XJ=63363.13J

然燒產(chǎn)物的熱容為；從強(qiáng)化碳爆燒反響式2coe2=2CO2可以希出.0.2mol重化碳燃燒時(shí)生成0.2mol二氧化碳,消耗

122.0(4.?-H),miU4M)X41St>.?|J/(kmol'C)=U421P<103〃/(knurt-€)U.lnuM依.imu泯臺(tái)物中，I京“Sgmul—職優(yōu)后應(yīng)剩FO.lb8&l=5腰》m3Vb陽f向散喊小發(fā)生變

|5(4.OH).002150x4186.8|J/(kinol-T)■|(83.7*0.O45t)x|O31J/(kmol'C)化.那么燃燒產(chǎn)物的組成足：二氣化說0.2mol.外

14(9.OH),00058t)x*l86.8|J/(kmol-V>=E(150.7+0.00970xlO3|J/(kmol'C)0.068mol.虱O.632mol)

燃燒產(chǎn)物的總熱容為688.4X),09671)X107八kmolC),這里.的熱容是定容熱容，符令于密閉容器中爆炸情假定爆炸溫度為2400K,由表26支得二氧化碳、飄和料的摩爾內(nèi)俵分別為l05507.36J/moh63220.68J

況./mol和59452.S6J/mol.那么燃燒產(chǎn)物的內(nèi)健為:

(3)求埋4段高海度.Lu2'=(0.2x10550736+0.068x3220.68+0.632x5W52.56M=62974.5J

光改科乙IH的燃燒熱為2.7X1O6J/mol.即2.7x|09J/kmol.說明母炸淞度高于24OOK,于型再線定爆炸溫度為2600K,那么內(nèi)住之和應(yīng)為；

因?yàn)槟冈p速度極快,也在近乎絕熱情;兄下進(jìn)展的?所以全部的燒熱可近似地行作用I?梃高燃燒產(chǎn)物的SA度.Eu2"=fO.2xll6893.(M40.068x69500.8R*0.632xS5314.08)J=69^83.l?J

也敕足等于燃燒產(chǎn)物熱容。溫度的乘積,即：Zu2,他又大于gu2值,因相差不太大,所以準(zhǔn)前的爆炸溫哎可用內(nèi)捕法求得：

2.7X109?|(688.4>0.W67t)xl03］t2600-2400

解上式用爆炸最南海變t=2826r.T=f2400*----------------------------(63363.13—62974.5)|K=［2400+12)K=24l2K

上面計(jì)算是將驚始對(duì)度在為0C.母炸蚊相溫度II常高.顯然。實(shí)際?他有假設(shè)千度的誤差,但對(duì)計(jì)算結(jié)果的69383.1762974.5

準(zhǔn)確性并無顯節(jié)的影響,以攝氏溫度表示為：

2)根據(jù)燃燒反響方程式與氣體的內(nèi)健汁口爆炸溫度<=(T—273)T=(2J12—273)X?=2139V

可燃?xì)怏w或蒸氣的爆。溫也可利用能副守色的規(guī)律估笄.即根據(jù)烽炸后各生成物內(nèi)使之和。爆炸前各種物3.烽炸壓力的計(jì)算

任內(nèi)能及知所的燃燒m的總和知等的現(xiàn)物進(jìn)履造籽.用公式袁送為，可燃性浪合網(wǎng)爆炸產(chǎn)生的壓力與初紿壓力.捫S*風(fēng)悵、濃度.組分E及容卷的格狀.大小等因素有獎(jiǎng).堪

炸時(shí)產(chǎn)生的最大壓力可按壓力與溫度及奈爾效成正比的規(guī)律確:g.根據(jù)這個(gè)規(guī)律有以下關(guān)系式：

￡u2-ZQ+guI(2-6)PT—=——x——(2—7)

式中Xu2—燃燒后代物的內(nèi)能之思和,POTOm

ZuI——燃燒由物質(zhì)向內(nèi)倭之總和；式中P、T和n—爆炸后的最大壓力、G高溫慢和氣體陳家茲；

Po、TofUm—埠燈前的初始?jí)毫Α⒊跏紲囟群蜌怏w摩爾數(shù).上眼依小于實(shí)物只得的色.

由此可以得出爆炸壓力計(jì)算公式；(2)根據(jù)爆訐性混合氣體完全燃燒時(shí)摩爾分散,陶定有機(jī)材的爆價(jià)下限及上限，計(jì)算公式如下?

TnL下=035X.(2—11)

P=——xP0(2—?)L.h-4.8>IX.(2—12)

TOm式中X,為可燃?xì)怏w摩爾分?jǐn)?shù).也就是完全燃燒時(shí)在混合氣體中謖可該氣體的含吊.

［例］設(shè)Po=0.IMPaTo=27C,T=2411K.求F化兇一，’i混合物的幾大爆炸壓力.2.多種可燃?xì)怏w阻成的混令沏的爆炸極限計(jì)。

【解)當(dāng)可燃物質(zhì)的濃度等于或利高于完全反響的濃度葉,肆炸產(chǎn)生的壓力最大,所以計(jì)算時(shí)應(yīng)果用完全反T由多種可燃?xì)怏w組成岸炸性混合氣體的理炸極限?可根搟各阻分的烽炸極取進(jìn)展計(jì)算.其計(jì)算公式如下：

的濃收.100

先按一/化碳的燃燒反叫式”第年煒曲后的氣體庠爾數(shù)：Lm=-------------------------------<2—13)

2CO+O2+3.76N2=2C02+3.76N2VIV2V3

由此可得出m=6.76.n=5.76.代入擒2—8).如―?■—+一

2411x5.76x0.1LIL2L3

P=----------------------------=0.69式中Lm——爆炸性混合氣的尾炸極限.％；

300x6.67LI.L2.L3—組成混令氣各81分的期許極取.％：

以上計(jì)碎的爆炸溫度與壓力都沒有考慮熱損失,是按理論的空氣最計(jì)算的,所得的數(shù)小都是訕大飽.VI.V2,V3—各姐分在混合氣中的濃度.％。

(:：)爆炸上瞅和下限的計(jì)算,含有情性氣體扭成混合物爆炸極限計(jì)算VI-V2+V3+…=100%

I.1炸上限和F限的計(jì)算例如,某種天然氣的絹或如卜：甲烷80%,乙烷15%.丙炕4%.丁烷1%.各組分相應(yīng)的爆炸卜限分別

(I)根指完全想在反狗所需氧1能子數(shù).估算城汶化合物的爆詐下雙和上限，典姓歷公式如下：為5%,3.22%,2.37%和1.86%,那么天然氣的爆炸下限為?

100100

Lf---------------------------(2-9)Lm------------------------------------------------------4.37%

4.76(N-lp-l801541

4x|U0

Lh=-------------------(2—10)53.221371.86

4.76N+4科各組分的爆炸上限代入式(213),可求出天然氣的爆炸上限，

式中L下-碳軾化臺(tái)沏的爆炸下限：式(2一”)用于口氣、水煤氣、天然氣等混合氣母妹極限的il寬比政就確,而對(duì)于乳與乙烯、乳與雇化氣、

LJ:——碳?xì)浠袂械谋ㄉ舷蓿杭淄榕cfit化敏等混合氣及一些含二硫化碳的混合氣體?計(jì)算的誤差較大.

N——留摩爾可燃?xì)怏w完全燃燒所需翻原子數(shù).3,含有情性氣體組成混合物的每計(jì)極限計(jì)算

［例］試求乙烷在空氣。的爆炸下限制上限.如果爆炸性混合氣體中含有惰性氣體如氯、二氧化碳等，il算饞炸極用時(shí)，可先來出於合物中由可燃?xì)怏w

［解)寫出乙烷的燃燒反響式?求出N(fi：和情性氣體分別泓成的混合比?再?gòu)膱D2—7和圖2-8中找出它們的爆炸極》!?并分別代入式(2—13)中求

C2H6+5.502=20)2421120亂

那么N=7.［例1求某回收煤氣的塌炸極限，其姐分為:CO58%.C0219.4%,220.7%,020.4%,H21.5%,

招N值分別代入式(2—9)及式得；I解)將燃?xì)庵械目扇細(xì)怏w和精性氣體綱合為兩阻：

1001?)(l)C0和C02,W58(C0)+!9.4(CO2)=77.4%(C0+C02>

L下=------------=------=3.38%其中.格性氣體/可燃?xì)怏w=002/CO=19.4/58=0.33

4.76(7-1)+129,6由圖2—7中萩得.1.±=70%.L下=17%.

⑵N2和H2.即1&H2)+20.7(N2)=22.2%(N2+H2)

4*1004OJ北中.格性氣體/可燃?xì)怏w=Z2/H2=20.7/IS=13.8

L上=------------=------=10.7%從圖27查得1.上=76%.L下=64%

4.76x7+437.32招上述數(shù)據(jù)代入式(2—13)即可求得煤氣的埸炸極?。?/p>

乙烷在空氣中的爆炸卜很濃度為3.38%,爆炸上限濃度為10.1%.

文駿測(cè)得乙烷的爆炸卜限為3.0%,岸炸上限為12.S%,比照上述估算結(jié)果,可知用此方法估黨的爆炸1下==20.3%

0.774/17*0,222'164K.M=（）-VV(214)

dt

L±=------------------------=71.5%

0.77470+0.222/76式中KM——物塵燧炸強(qiáng)度,105Pam/s：

（dP/dt）——最大樂力上升速率，105Pa/st

該燥氣的用作極限為20.3%-715%.V容；8體枳,m3?,

三、物生爆炸的特點(diǎn)粉塵爆炸在背道中傳播時(shí)碰刎牌網(wǎng)戶時(shí)?因湍流度的防響?使粉塵鉞淞狀倉(cāng)?使蹲炸波陣面不斷加速.

（一）雷塵爆炸的機(jī)理和特點(diǎn)當(dāng)甘道長(zhǎng)度足魴K時(shí).甚至?xí)D(zhuǎn)化為爆,.主要粉塵爆計(jì)特性參數(shù)處表2—7.

當(dāng)可燃性囿體呈.物體狀態(tài)，粒慢足夠細(xì),飛揚(yáng)懸濘于空氣中.并到達(dá)一定米度，在相對(duì)密團(tuán)的空向內(nèi)，遇（三）控制產(chǎn)生粉塵爆炸的技術(shù)拓拖

到足夠的點(diǎn)火能SL就能發(fā)生粉塵爆炸.只有松塵爆作危險(xiǎn)性的物質(zhì)較多?常見的有金屬粉塵（如鎂粉、鋁投刎產(chǎn)生粉塵爆詐的主要技術(shù)指旗足沛小粉塵才敢范朋.消除物塵.控制火源.適當(dāng)增溫.對(duì)I?產(chǎn)生可然

粉等）.tW.根優(yōu)我塵、樹料粉塵、棉麻粉塵，煙草粉塵，紙酚、木粉、火炸藥粉塵及大多數(shù)含方C.H扮塵的生產(chǎn)裝用如AI汾的構(gòu)碎等）.用:么可以進(jìn)展情化防護(hù).即在生產(chǎn)裝置中通入情性氣體.但實(shí)際輒含

元素、與空氣中氧反響能放熱的有機(jī)合成材料物塵等,ht比臨界粒含量低20%.在通入惰性氣體時(shí)，必須注逐把裝置里的氣體完全混合均勻，在生產(chǎn)過程中，耍

槍塵爆炸是?個(gè)驛間的連鉞反響.磁廣不定常的氣向二相流反響.其爆炸過程比較復(fù)雜,它將受諸多因汰對(duì)情性氣體的氣流.壓力或?qū)Ψ瓪鉂舛冗M(jìn)展測(cè)試,應(yīng)保證不超過臨界式含局.

的制約.所以,在關(guān)粉塵爆許的機(jī)理至今尚在不斷研充和不斷完善之中.日本平安工學(xué)協(xié)會(huì)般的?煙炸?一還可以采用抑