第四章爆炸及其破坏作用
一、学习目的与要求
通过本章的学习，使考生了解爆炸发生的基本条件，理解混合气体爆炸、粉尘爆炸的发生条件、特征参数，掌握爆炸极限在安全生产实践中的重要意义。
二、考核知识点与考核目标
（一）爆炸机理与特性
理解：爆炸发生的基本条件、气体爆炸、粉尘爆炸、火炸药爆炸、蒸汽爆炸。
应用：辨识物理爆炸和化学爆炸。
（二）爆炸极限及其理论
识记：爆炸完全反应浓度计算、爆炸下限和上限计算及影响因素、多种可燃气体组成混合物的爆炸极限计算、含有惰性气体的多种可燃混合物爆炸极限计算、爆炸极限的影响因素。
应用：爆炸极限的应用。
（三）爆炸准则及破坏作用
识记：爆炸温度与爆炸压力计算、爆炸的超压准则、冲量准则、目标自振周期、安全距离表、压力冲量准则。
（四）描述空气爆炸波的理论方法
识记：解析方法、强爆炸波的衰减、爆炸波的量纲分析和相似理论、普金森比例定律。
4.1爆炸机理与特性
4.1.1爆炸发生的基本条件
1。物理爆炸发生的条件
物理爆炸是一种极为迅速的物理能量因失控而释放的过程。其发生条件可概括为：构成爆炸的体系内存有高压气体或者在爆炸瞬间生成的高温高压气体或蒸气的急骤膨胀，爆炸体系和它周围的介质之间发生急剧的压力突变。锅炉爆炸、压力容器爆炸、水的大量急剧气化等均属于此类爆炸。
2。化学爆炸发生的条件
形成化学爆炸的反应过程必须同时具备反应过程放热、反应过程速度极快、反应生成大量气体物和能自动迅速传播四个条件。
4.1.2气体爆炸
1．气体爆炸机理
气体爆炸包括可燃气体与空气混合物爆炸和单一气体分解爆炸两个方面，两者爆炸机理及反应过程虽有所不同，但本质上都是由于化学反应热快速释放，导致压力急剧升高而引起爆炸。
1)热点火机理
2)链式反应机理
2．气体爆炸特性
1)气体混合爆炸
2)气体分解爆炸
3．气体爆炸特性参数测定方法
气体爆炸特性参数影响因素很多，如可燃气体及氧化剂种类、气体浓度、点火源能量、点火位置、爆炸空间特征等。
1)爆炸极限
2)最小点火能量
3)自燃点
4)最大试验安全间隙
5)爆炸指数
4.1.3粉尘爆炸
1．粉尘爆炸机理及过程描述
1)粉尘爆炸的条件
粉尘爆炸的条件归结起来有以下五个方面的因素：
(1)要有一定的粉尘浓度。
(2)要有一定的氧含量。
(3)要有足够能量的点火源。
(4)粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。
(5)粉尘云要处在相对封闭的空间，压力和温度才能急剧升高，继而发生爆炸。
上述条件中，前三个条件是必要条件，即粉尘爆炸“三要素”，后两个条件是充分条件。
2)粉尘爆炸机理
(1)气相点火机理。
(2)表面非均相点火机理。
(1)火焰加速传播。
(2)爆燃向爆轰转变。
(3)二次粉尘爆炸形成。
2．粉尘爆炸影响因素
可燃粉尘、空气混合物能否发生着火、燃烧或爆炸，以及爆炸猛烈程度如何，能否成长为爆轰，主要与粉尘的理化性质和外部条件有关。
4.1.4火炸药爆炸
1．热起爆机理
2．机械起爆
3．冲击波起爆
4．光起爆
5．电起爆
4.1.5蒸气爆炸
1．液体沸腾
2．熔融物水蒸气爆炸
3．低温液化气蒸气爆炸
4．高压过热液体蒸气爆炸
4.2爆炸极限及其理论
4.2.1爆炸完全反应浓度计算
可燃物和助燃物的浓度比例为恰好能发生完全的化合反应时，爆炸所析出的热量最多，所产生的压力也最大，实际的完全反应
的浓度稍高于计算的完全反应的浓度。
4.2.2爆炸下限和上限计算及影响因素
可燃混合气的爆炸极限可以用试验方法测定，也可以用经验公式进行近似计算。
4.2.5爆炸极限的影响因素
爆炸极限值与测试条件有关，如点火能量、初始温度和初始压力对爆炸极限均有显著影响。
4.2.6爆炸极限的应用
(1)区分可燃物质的爆炸危险程度，从而尽可能用爆炸危险性小的物质代替爆炸危险性大的物质。
(2)爆炸极限可作为评定和划分可燃物质危险等级的标准。例如，可燃气体按爆炸下限（<10%或≥10%）分为一、二两级。
(3)根据爆炸极限选择防爆电机和电器。例如，生产或储存爆炸下限等于10%的可燃气体，可选用任一防爆型电气设备；爆炸下限小于10%的可燃气体，应选用隔爆型电气设备。
(4)确定建筑物的耐火等级、层数和面积等。例如，储存爆炸下限小于10%的物质，库房建筑最高层次限一层，并且必须是一、二级耐火等级。
(5)在确定安全操作规程以及研究采取各种防爆技术措施（通风、检测、置换、检修等）时，也都必须根据可燃气体或液体的爆炸危险性的不同，采取相应的有效措施，以确保安全。
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